Samice kreta wykształcają jądra, by lepiej radzić sobie pod ziemią

By pomóc im walczyć w tym brutalnym świecie, ewolucja sprezentowała samicom kreta hojną dawkę "wściekłości" poprzez “przylepienie” do ich jajników, tworząc obojnaczy gruczoł płciowy. We wcześniejszych latach nie było to częstym przedmiotem badań naukowców, ale teraz badacze lepiej rozumieją, jak doszło do tej fascynującej zmiany biologicznej.

"Rozwój seksualny ssaków jest złożony, chociaż mamy dość dobre pojęcie o tym, jak ten proces się odbywa" – mówi genetyk Darío Lupiáñez z Instytutu Genetyki Molekularnej Maxa Plancka – "W pewnym momencie rozwój seksualny postępuje zazwyczaj w tym czy innym kierunku – mężczyzna lub kobieta. Chcieliśmy wiedzieć, w jaki sposób ewolucja moduluje tę sekwencję wydarzeń rozwojowych, umożliwiając uzyskanie cech interseksualnych, które obserwujemy w kretach".

Podobnie jak typowe jajniki ssaków, jajniki samicy kreta pielęgnują i uwalniają jaja do zapłodnienia. Zdarza się jednak również, że wykształcają one grudę tkanki jąder.
Chociaż nie są one zdolne do tworzenia plemników, mają tzw. komórki Leydiga, które odpowiadają za uwalnianie męskiej porcji androgenów lub męskich hormonów płciowych.

Zazwyczaj rozwój tkanki jąder u ssaków opiera się na obecności genu na chromosomie Y, którego rolą jest zwiększania produkcji testosteronu we wczesnym stadium rozwoju.
Brak chromosomu Y sprawia zaś, że zarodkowi będzie bardzo trudno wykształcić męskie cechy rozrodcze, w tym komórki jąder. To, jak to się dzieje to u samic kretów, które mają dwa chromosomy X zamiast X i Y, od dawna jest tajemnicą.

Nowa, dogłębna analiza ich genomów ujawnia, jak doszło do tego dziwactwa natury.
"Hipotezowaliśmy, że u kretów zachodzą nie tylko zmiany w samych genach, ale szczególnie w regionach regulacyjnych należących do tych genów" – mówi genetyk Stefan Mundlos z Instytutu Genetyki Molekularnej Maxa Plancka.

Aby to sprawdzić, Mundlos i jego koledzy spędzili dużo czasu nad tym, by nakreślić chromosomową przebudowę samicy kreta iberyjskiego (Talpa occidentalis), która została poddana transformacji jajników w małą fabrykę testosteronu.
Swoje wyniki porównali z genomami innych zwierząt, a także specyficznymi zmianami genetycznymi, które zostały stwierdzone u gwiazdonosa amerykańskiego (Condylura cristata), który również wykazuje podobne zmiany w organizmie.

Rezultatem wysiłków badaczy jest lepsze zrozumienie, w jaki sposób genom kreta został zmodyfikowany w czasie, by dostarczyć idealnie dobraną dawkę regulacyjnych czynników wzrostu. Stwierdzono, że region związany z rozwojem jąder jest obrócony, dodając dodatkowy kod do regionu, który aktywuje protestykularny gen czynnika wzrostu FGF9. Znaleźli również dwie dodatkowe kopie genu, który kontroluje syntezę androgenów.

"Tripllikacja dołącza do genu dodatkowe sekwencje regulacyjne, co ostatecznie prowadzi do zwiększonej produkcji męskich hormonów płciowych w jajowodach samic kretów – zwłaszcza większej ilości testosteronu" – mówi główna autorka badania, Francisca Martinez Real z Instytutu Genetyki Medycznej i Genetyki Człowieka w Niemczech.

"Nasze ustalenia są dobrym przykładem na to, jak ważna dla ewolucji jest trójwymiarowa organizacja genomu" – mówi Lupiáñez – "Natura wykorzystuje istniejący zestaw narzędzi genów rozwojowych i przekształca je, aby stworzyć taką cechę jak interseksualność. Nie ma to wpływu na inne systemy narządowe i rozwój".

Dla samic kreta ta ewolucja jest zwycięską formułą na przetrwanie, a dla ludzi kolejnym przypomnieniem, że matka natura nie widzi wyraźnych granic między płcią męską i żeńską.