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

česky | english Přihlášení



Růstový spurt v pubertě? U gekonů ne!

Puberta je u lidí spojena s překotným růstem známým též jako růstový spurt, který se kromě tělesné výšky odráží i v mutaci hlasu a dalších jevech běžně asociovaných právě s dospíváním. U obratlovců však obecně neplatí, že by růst a dospívání byly vždy tak pevně spjaté. Dalo by se namítnout, že to je poměrně samozřejmé, protože třeba plazi přece rostou celý život a není tedy možné, aby podobně jako člověk dosáhli maximální tělesné velikosti v době, kdy se stanou pohlavně zralými. Myšlenku plazího neukončeného růstu však vyvrátil výzkum vědců z naší fakulty již před několika lety. Nyní na studium záhad plazího růstu navázali Brandon Meter a Zuzana Starostová z katedry zoologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy (PřF UK) společně s Lukášem Kratochvílem a Lukášem Kubičkou z katedry ekologie PřF UK. Výsledky jejich analýzy příčin velikostních rozdílů mezi pohlavími gekona madagaskarského (Paroedura picta) vyšly v srpnu ve fyziologickém časopise Frontiers in Physiology.

V živočišné říši se setkáváme se dvěma typy růstu – s růstem ukončeným a neukončeným. Mezi obratlovci se ukončeným růstem vyznačují savci a ptáci. Naopak o plazech (mimo ptáky) se ještě nedávno soudilo, že mají neukončený růst, tedy že rostou pomalu, ale pořád. Petra Frýdlová a její kolegové z naší fakulty však před několika lety zjistili, že tomu tak není a že i plazi dosáhnou maximální velikosti, avšak až dlouho po dosažení pohlavní dospělosti. Toto zjištění má mimo jiné přesahy i do výzkumu dalších aspektů tělesné velikosti plazů – např. nyní víme, že je nutné brát v experimentech ohled na to, jestli zvíře ještě roste nebo už ne. Výzkum plazího růstu je však stále poměrně problematický. Pokud chceme studovat savce, který již dosáhl finální tělesné velikosti, stačí se podívat na dospělého jedince. U plazů to tak jednoduché není, vzhledem k tomu, že plazí růst končí až delší dobu po dosažení pohlavní dospělosti. Špatně se tedy určuje, kdy už jedinec dosáhl konečné velikosti. 

Toho se ale nezalekli autoři studie, kteří se zabývali otázkou pohlavního dimorfismu gekonů madagaskarských (Paroedura picta). Pohlavní dimorfismus, též pohlavní dvojtvárnost, znamená, že se pohlaví nápadně odlišují: nějakým útvarem, zbarvením či prostou tělesnou velikostí. U studovaných gekonů i řady dalších plazů se vyskytuje právě velikostní pohlavní dimorfismus. Větším pohlavím jsou u gekona madagaskarského samci, kteří ze své velikosti těží pravděpodobně při teritoriálních soubojích. Otázkou však je, jak tento velikostní rozdíl vzniká. 

gekon madagaskarský (Paroedura picta)
zdroj: Wikimedia, autor: Charles J. Sharp

Nabízelo by se hledat odpověď v genech určujících pohlaví u druhů, kde se velikostní pohlavní dimorfismus vyskytuje. Problém však je, že s tímto typem dimorfismu se můžeme setkat i u zvířat, která mají pohlaví určené prostředím či jsou sekvenčními hermafrodity. To znamená, že jsou obojetného pohlaví, ale nefungují zároveň jako samci a samice – např. klauni rodu Amphiprion. Tyto rybky, které jistě znáte z filmu Hledá se Nemo, jsou z počátku samci, za určitých podmínek se však mohou zvětšit a změnit se na samici. Navíc i u těch obratlovců, kde je pohlaví určeno geneticky a stabilně, je dimorfismus obvykle podmíněn geny, které nejsou vázané na pohlaví. Co s tím?

Díky množství dat z různých obratlovců je možné zhruba tušit, jaké geny (resp. jejich produkty) se mohou na pohlavním dimorfismu podílet. Navíc je známo, že velikostní rozdíl není patrný od vylíhnutí, ale objevuje se až později. Hledáme tedy něco, co se ve větší míře objeví v době, kdy se pohlaví začnou růstem odlišovat. U toho pohlaví, které je větší – zde tedy u samců – by se pak v důsledku toho měly stát růstové ploténky kostí aktivnější. V době ukončení růstu by pak tento faktor měl vymizet nebo alespoň ztratit vliv na růstové ploténky.

To tedy byla myšlenka, na které byl založen experiment na gekonech. Autoři zkoumali zvířata obou pohlaví do cca 22 měsíců věku (kdy tělesný růst ustává nebo je zanedbatelný) a sledovali u nich růst, aktivitu růstových plotének, velikost reprodukčních orgánů a hladiny pohlavních hormonů. Ve vybraných věkových skupinách pak měřili expresi šesti genů, které by potenciálně mohly být zodpovědné za regulaci odlišného tělesného růstu. Exprese genu je v podstatě jeho aktivita, tedy to, jak moc se daný gen přepisuje do RNA. Množství vyprodukované RNA lze pak porovnat mezi pohlavími v rámci různých věkových skupin. V době, kdy se začne projevovat pohlavní dimorfismus, by tak v genech s ním souvisejících měla být vidět výrazná změna exprese. A opravdu, jeden gen ze šesti sledovaných ukazoval expresi shodnou s touto myšlenkou, s výrazným nárůstem exprese u samců v době, kdy se obě pohlaví začala znatelně velikostně odlišovat. Tím genem byl IGF1 (insulin-like growth factor 1, inzulinu podobný růstový faktor 1), jehož produktem je hormon z jater, který je spolu s několika dalšími prodlouženou rukou růstového hormonu (somatotropinu) a podílí se na regulaci tělesného růstu. Dobře známá je i role tohoto hormonu u lidí a myší, kde se podílí na růstu kostí po porodu a regulaci růstových plotének. U psů byl zase popsán jeho vliv na evoluci tělesné velikosti. Je také úzce spjat s růstovým spurtem v období puberty. 

Jak již bylo nastíněno, u samců gekonů nastává nárůst exprese IGF1 dlouho po dosažení pohlavní dospělosti a nepodařilo se objevit žádnou souvislost s velikostí varlat a hladinami testosteronu u samců. Zvýšený, typický samčí růst se navíc objevuje i u kastrovaných samců. Co tedy způsobí, že u samic nedochází k podobně silné expresi IGF1 jako u samců? Odpověď, zdá se, leží ve vaječnících. Samice, kterým byly vaječníky odstraněny, totiž začaly růst stejně jako samci. Důvodem je pravděpodobně inhibice růstových plotének vlivem estrogenů. Role estrogenů či zvýšeného množství jejich receptorů v sexuálním dimorfismu a útlumu růstu kostí byla popsána i u dalších plazů, myší i u lidí. 

Možné rozpojení nárůstu IGF1 a pohlavního dospívání, se kterým je úzce spjaté u savců, přináší tak řadu nových otázek týkajících se evoluce růstu. Podtrhuje také důležitost výzkumu dalších organismů než jenom zavedených modelových. Bude jistě zajímavé ověřit, jestli je zjištění z gekona madagaskarského možné zobecnit i na jiné plazy. Mezi gekony rodu Paroedura jsou navíc i druhy bez dimorfismu a také dimorfní druhy, kde je větším pohlavím samice. Zůstává otázkou, co reguluje růst u nich. 

Meter, B., Kratochvíl, L., Kubička, L., & Starostová, Z. (2022). Development of male-larger sexual size dimorphism in a lizard: IGF1 peak long after sexual maturity overlaps with pronounced growth in males. Frontiers in Physiology, 1502.

Kateřina Bezányiová

Publikováno: Středa 02.11.2022 13:45

Akce dokumentů