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

česky | english Přihlášení



Prastaré pohlavní chromosomy umožňují určit pohlaví ohrožených želv

Způsob, jakým je v průběhu ontogeneze určeno pohlaví živočichů, je zásadní na úrovni jedince i populace. Pohlaví je buď určeno genotypem, nebo vlivy prostředí, nejčastěji teplotou během inkubace. U teplokrevných amniot (ptáci a savci) je pohlaví určeno genotypem: pohlavními chromosomy, které jsou u nich neobyčejně evolučně stabilní. Oproti tomu u plazů se považovaly za nestabilní a poměrně časté je u nich určení pohlaví vlivy prostředí. Pohlavní chromosomy byly objeveny i u dvou druhů želví čeledi kožnatkovití (Trionychidae). Skupina vědců zahrnující dva badatele z Katedry ekologie se pokusila zmapovat vznik pohlavních chromosomů u této čeledi. Ukázali, že jsou stabilní v čase minimálně stejně jako u ptáků. Zároveň přišli na spolehlivý způsob, jak molekulárně určit pohlaví jedince, což pomůže při ochraně ohrožených druhů želv.

Známe několik systémů genotypového určení pohlaví. Například u většiny savců včetně lidí mají samice dva stejné pohlavní chromosomy (označované jako XX), zatímco samci mají specifický pohlavní chromosom Y a jejich genotyp je pak XY. Oproti tomu je u ptáků, ještěrek, varanů, některých hadů a dalších skupin systém, kde stejné chromosomy má samec (ZZ) a samice má chromosomy odlišné (ZW). Je celkem jisté, že pohlavní chromosomy se u jednotlivých linií amniotických obratlovců (savců a plazů včetně ptáků) vyvinuly mnohokrát nezávisle na sobě.

Pohlavní chromosomy typu ZZ/ZW byly nalezeny také u dvou druhů kožnatek, u jednoho druhu (kožnatky čínské, Pelodiscus sinensis) byly navíc známy geny vázané na chromosom Z. To inspirovalo autory z Katedry ekologie k rekonstrukci stáří pohlavních chromosomů želv této čeledi a k vyvinutí originální metody molekulárního určení pohlaví jedinců. Idea zjišťování pohlaví na základě pohlavních chromozomů je založena na rozdílu v počtu kopií genů, které jsou na ně vázány, mezi pohlavími. Samci by měli mít v genomu dvakrát větší počet kopií genů vázaných na chromosom Z a chybějících na degenerované části chromosomu než u samic. Poměr kopií genů na ostatních chromosomech by se neměl mezi pohlavími lišit.

Kožnatka čínská Pelodiscus sinensis. Zdroj: naturess.net

Výzkumníci využili šest genů vázaných na Z chromosom u kožnatky čínské a změřili množství jejich kopií u jedinců obou pohlaví dalších 9 druhů kožnatek, jejichž vzorky dodali zahraniční spolupracovníci. Druhy byly vybrány tak, aby reprezentovaly všechny hlavní evoluční linie čeledi.

U všech deseti studovaných druhů byl poměr kopií genů stejný jako u kožnatky čínské. To znamená, že pohlavní chromosomy všech zkoumaných druhů nesou stejné geny a velmi pravděpodobně byly již přítomny u společného předka čeledi. U osmi druhů se jednalo o vůbec první data o jejich způsobu určení pohlaví.

Nejbližší linie příbuzná kožnatkám je čeleď Carettochelyidae (karetkovití), která je v současnosti zastoupená jediným žijícím druhem, karetkou novoguinejskou (Carettochelys insculpta). Pohlaví u karetky novoguinejské je určeno prostředím a nemá tedy pohlavní chromosomy. Lze tedy předpokládat, že pohlavní chromozomy kožnatek vznikly mezi dobou oddělení obou čeledí zhruba před 200 miliony let a bazálním štěpením kožnatek před 120 miliony let. Kožnatky tedy mají stabilní pohlavní chromozomy již hluboko od křídy. Pravděpodobně jsou mnohem starší než u ptáků a možná i než u savců.

Praktickým výstupem tohoto základního výzkumu zaměřeného na pochopení evoluce pohlavních chromozomů je nová genetická metoda spolehlivého určení pohlaví jedince z pouhého vzorku DNA. Ta je u kožnatek velmi potřebná a může podstatně zefektivnit jejich chov. Pohlaví kožnatek podle morfologie lze totiž určit až ve stáří několika let. Ze 32 současně žijících druhů kožnatek je 14 v různém stupni ohrožení a jeden druh je dle IUCN již v přírodě považován za vyhynulý. Naštěstí se chová v lidské péči – i u tohoto druhu se podařilo autorům zdárně molekulárně určit pohlaví. Poněkud paradoxně je jiný druh kožnatky (kožnatka čínská) masově farmově chován na maso, hlavně v Číně, kde jsou ročně zkonzumovány miliony jedinců. V čínských supermarketech jsou samice mnohem dražší než samci. Včasné molekulární určení pohlaví by tedy mohlo mít i komerční význam.

Rovatsos M., Praschag P., Fritz U. , Kratochvíl L. (2017). Stable Cretaceous sex chromosomes enable molecular sexing in softshell turtles (Testudines: Trionychidae). Scientific Reports 7:42150.

Pavel PEŠEK

Publikováno: Pondělí 12.06.2017 20:50

Akce dokumentů