E-mail | SIS | Moodle | Helpdesk | Knihovny | cuni.cz | CIS Více

česky | english Přihlášení



Co rozhoduje o pohlaví šupinatých plazů?

Pohlaví většiny živočichů určují pohlavní chromozomy. Tento způsob rozmnožování je však překvapivě nepůvodní. Přinejmenším u savců a plazů včetně ptáků bylo prapůvodní určení pohlaví pravděpodobně dáno teplotou, ve které se vyvíjelo embryo. Až poté se během evoluce objevily pohlavní chromozomy, a to několikrát nezávisle na sobě. U ektotermních živočichů se předpokládá, že díky kolísání teploty těla došlo ke ztrátě a znovuobjevení pohlavních chromozomů daleko častěji než u teplokrevných. Výzkumníci Univerzity Karlovy však tuhle teorii vyvracejí u řady šupinatých plazů.

 

Zatím posledním objektem zájmu týmu Lukáše Kratochvíla jsou madagaskarští gekoni rodu Paroedura,  foto: Petr Jan Juračka

 

Dokážete si představit, že bychom si mohli zvolit pohlaví svého dítěte prostě tak, že bychom ho drželi v inkubátoru při určité teplotě? Inkubační teplotu takto dodnes využívají například krokodýli, želvy nebo někteří ještěři. Teplotně určené pohlaví však nemají zdaleka všichni plazi. Například varani a anolisové mají pohlaví určené geny, tak jako my lidé. Skupina šupinatých plazů, do které tito ještěři patří, oplývá velkou rozmanitostí určování pohlaví. Proto se má všeobecně za to, že plazi mají evolučně nestálé pohlavní chromozomy. Vědci ze skupiny Lukáše Kratochvíla z katedry ekologie však pojali důvodné podezření, že pohlavní chromozomy šupinatých plazů mohou být stabilní již po mnoho milionů let. Rozhodli se zjistit, nakolik jsou si podobné pohlavní chromozomy jednotlivých zástupců největších skupin v rámci šupinatých plazů a kdy došlo k jejich zakonzervování.

Donedávna by byl takový výzkum nemožný. Mnozí plazi mají tak malé a morfologicky podobné chromozomy, že těžko rozeznáte v mikroskopu rozdíl mezi samičími a samčími pohlavními chromozomy. Musí se použít složitější metody. Tento problém snad nejlépe vyřešila jedna z moderních molekulárních metod, kvantitativní PCR (qPCR). Díky qPCR vědcům postačí malý kousek tkáně nebo kapička krve samce a samice studovaného druhu. Z malého množství je možné odhalit, zda je gen ležící na pohlavním chromozomu jednoho modelového druhu také na pohlavním chromozomu u druhu právě zkoumaného. Dalším srovnáním zjistíte, zda jsou si tyto chromozomy podobné v obsahu genů také mezi druhy, rody, či dokonce čeleděmi. Z této podobnosti můžete díky fylogenetickým stromům vyvodit, kdy dané pohlavní chromozomy vznikly v evoluci a nakolik jsou stabilní.

 

Leguánek Leiocephalus macropus, foto: Veronika Holáňová

 

A jaký je výsledek celého zkoumání? Kratochvílova skupina píše seriál o evoluci pohlavních chromozomů šupinatých plazů nazvaný “Evoluce systémů určování pohlaví ještěrů”. Právě teď vychází ve významném časopise Biological Reviews dvanáctý díl shrnující předchozí výsledky i myšlenky autorů o evoluci určování pohlaví u amniotických obratlovců. Pokud jste příznivcem fascinujícího světa plazů, možná Vás zaujmou také další díly o pohlavních chromozomech gekonů či jedovatých korovců (jejich seznam a odkazy naleznete pod článkem).  Šestý, osmý a jedenáctý díl pojednávají o leguánech, kteří mají možná nejstarší pohlavní chromozomy ze všech ektotermních obratlovců. Pohlavní chromozomy leguánů vznikly už kdysi v křídě (nejméně před zhruba 120 milióny let), a dosud ovlivňují pohlaví potomků u naprosté většiny čeledí leguánů. Osmý díl seriálu byl oceněn dvěma hvězdami na prestižním portále F1000, kde vědci z celého světa doporučují hodnotné a inovativní vědecké články.

Vědci z PřF UK dokázali, že plazí pohlavní chromozomy jsou alespoň v některých liniích stejně evolučně stabilní jako pohlavní chromozomy endotermních obratlovců, tj. savců a ptáků. Tento výzkum boří mýty o nestálosti plazích chromozomů a přináší překvapivé výsledky. Vzhledem k tomu, že ještě zbývá prozkoumat další linie z rozmanitého světa plazů a hlouběji se zaměřit na již studované skupiny, můžeme brzy očekávat další díly této úspěšné ságy.

Eva Fučíková, Přírodověda populárně

Úvodní fotografie:  leguán kubánský (Cyclura nubila), foto Veronika Holáňová 

 

Díl 1: Pokorná M., Kratochvíl L. 2009. Phylogeny of sex-determining mechanisms in squamate reptiles: are sex chromosomes an evolutionary trap? Zoological Journal of the Linnean Society 156: 168-183.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1096-3642.2008.00481.x/abstract

Díl 2: Pokorná M., Rábová M., Ráb P., Ferguson-Smith M. A., Rens W., Kratochvíl L. 2010. Differentiation of sex chromosomes and karyotypic evolution in the eye-lid geckos (Squamata: Gekkota: Eublepharidae), a group with different modes of sex determination. Chromosome Research 18: 809–820.
http://link.springer.com/article/10.1007/s10577-010-9154-7

Díl 3: Pokorná M., Giovannotti M., Kratochvíl L., Kasai F., Trifonov V., O'Brien P., Caputo V., Olmo E., Ferguson-Smith M., Rens W. 2011. Strong conservation of the bird Z chromosome in reptilian genomes is revealed by comparative painting despite 275 My divergence. Chromosoma 120: 455-468.
http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00412-011-0322-0

Díl 4: Pokorná M., Kratochvíl L., Kejnovský E. 2011. Microsatellite distribution on sex chromosomes at different stages of heteromorphism and heterochromatinization in two lizard species (Squamata: Eublepharidae: Coleonyx elegans and Lacertidae: Eremias velox). BMC Genetics 12: 90.
http://www.biomedcentral.com/1471-2156/12/90

Díl 5: M., Rens W., Rovatsos M., Kratochvíl L. 2014. A ZZ/ZW sex chromosome system in the thick-tailed gecko (Underwoodisaurus milii; Squamata: Gekkota: Carphodactylidae), a member of the ancient gecko lineage. Cytogenetic and Genome Research 142: 190-196.
http://www.karger.com/Article/FullText/358847

Díl 6: Rovatsos M, Altmanová M, Pokorná M, Kratochvíl L (2014) Conserved sex chromosomes across adaptively radiated Anolis lizards. Evolution (in press, DOI:10.1111/evo.12357)
http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111/(ISSN)1558-5646/accepted

Díl 7: Pokorná M., Altmanová M., Kratochvíl L. 2014. Multiple sex chromosomes in the light of female meiotic drive in amniote vertebrates. Chromosome Research 22 (1): 35-44
http://link.springer.com/article/10.1007/s10577-014-9403-2

Díl 8: Rovatsos M., Pokorná M., Altmanová M., Kratochvíl L. 2014. Cretaceous park of sex determination: sex chromosomes are conserved across iguanas. Biology Letters 10 (3): 20131093
http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/10/3/20131093
Odkaz na ocenění v F1000:
http://f1000.com/prime/718300976?key=fIdbFHlv6n8K1Rc#recommendations-content

Díl 9: Koubová M. , Pokorná M., Rovatsos M., Farkačová K., Altmanová M., Kratochvíl L.  2014. Sex determination in Madagascar geckos of the genus Paroedura (Squamata: Gekkonidae): Are differentiated sex chromosomes indeed so evolutionary stable? Chromosome Research 22(4): 441-52.
http://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs10577-014-9430-z.pdf

Díl 10: Koubová M., Pokorná M., Rovatsos M., Farkačová K., Altmanová M., Kratochvíl L.  2014. Sex determination in Madagascar geckos of the genus Paroedura (Squamata: Gekkonidae): Are differentiated sex chromosomes indeed so evolutionary stable? Chromosome Research 22(4): 441-52.
DOI: 10577-014-9430-z

http://link.springer.com/article/10.1007/s10577-014-9430-z?no-access=true

Díl 11: Rovatsos M., Altmanová M., Johnson Pokorná M, Kratochvíl L. Novel X-linked genes revealed by qPCR in the Green Anole, Anolis carolinensis. 2014 G3: Genes| Genomes| Genetics 4: 2107-2113 
DOI: 10.1534/g3.114.014084

http://www.g3journal.org/content/4/11/2107.full.pdf+html?sid=efd978d7-9cc1-40f2-8b4d-3bde981d60f7

Díl 12: Johnson Pokorná M., Kratochvíl L. 2015. What was the ancestral sex-determining mechanism in amniote vertebrates? Biological Reviews, in press 
DOI: 10.1111/brv.12156

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/brv.12156/abstract

 

 

Publikováno: Sobota 07.02.2015 17:30

Akce dokumentů

Kategorie: