Международная группа биологов предположила, что микроскопические структуры на поверхности клеток — первичные реснички — могут выполнять роль «температурного датчика», определяющего пол у некоторых видов черепах. Гипотеза основана на сравнении генной активности двух видов рептилий с разными механизмами формирования пола, но пока требует экспериментального подтверждения.
Исследователи, опубликовавшие работу в научном журнале PLOS ONE, приблизились к разгадке давней загадки биологии: как именно температура инкубации яйца превращает зародыша черепахи в самца или самку.
В фокусе их внимания оказались крошечные выросты на мембранах клеток, известные как первичные реснички. Эти органеллы, похожие на антенны, обычно отвечают за восприятие внешних химических и механических сигналов, но теперь их заподозрили в более специфической роли — посредника между тепловой энергией среды и половыми программами развития.
В ходе работы ученые сопоставили два вида пресноводных рептилий с принципиально разными стратегиями определения пола. У расписной черепахи (Chrysemys picta) пол потомства напрямую зависит от того, при какой температуре вызревали яйца: 26 °C дают самцов, 31 °C — самок. Однако у колючего трионикса (Apalone spinifera) всё решают половые хромосомы, а температурные колебания не меняют соотношение полов. Чтобы понять эту разницу, авторы проследили за активностью генов у эмбрионов обоих видов на нескольких последовательных стадиях развития, выдерживая яйца в двух строго фиксированных температурных режимах.
Сравнив полученные генетические сети, биологи обнаружили неожиданную корреляцию: ключевые регуляторные гены, управляющие развитием половых желез, оказались тесно связаны с функционированием первичных ресничек. У Chrysemys эти «антенны» демонстрировали заметную реакцию на разницу температур, тогда как у Apalone такой связи не наблюдалось. Этот факт позволил выдвинуть гипотезу, что именно реснички могут служить тем самым недостающим звеном, которое преобразует физический параметр (жару или прохладу) в биологический сигнал, запускающий каскад событий по формированию яичников или семенников.
Исследователи полагают, что подобный температурно-чувствительный механизм мог возникнуть на ранних этапах эволюции и впоследствии утрачиваться у тех видов, которые перешли к хромосомному определению пола. Однако авторы работы подчёркивают: пока это лишь теоретическая модель, а не доказанный факт.
Ранее ученые раскрыли неожиданный вклад дикой природы в парниковый эффект. Астероид не просто ударил, а превратил атмосферу в печь, сварив динозавров за два часа.