Акули і скати сотні мільйонів років ідуть проти системи: знайшли інший спосіб визначати стать

У новому дослідженні вчені виявили, що в акул і скатів система статевих хромосом XY зовні схожа на людську, проте має свої унікальні особливості. Вона також виявилася старшою, ніж у будь-якого іншого хребетного, відомого науці, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Визначення статі у різних видів

Існує безліч способів визначення статі крім системи XY, яку використовують неоднопрохідні ссавці, де XX (зазвичай) позначає самок, а XY — самців. Наприклад, у самців птахів статева хромосома ZZ, а у самок ZW. Водночас деякі рептилії роблять те саме, інші використовують XY, а треті й зовсім обходяться без статевих хромосом і використовують для визначення статі зовнішні чинники.

Риби, як відомо, не обов'язково проводять все життя як самець або самка — багато хто з них у певний момент просто змінює свою статеву хромосому. Водночас в інших видів лише одна статева хромосома, тоді як інші, мабуть, покладаються виключно на навколишнє середовище.

Найдавніші статеві хромосоми серед хребетних

Хрящові риби, скати й акули, як відомо, відокремилися від кісткових риб близько 440 мільйонів років тому і відтоді живуть власним життям. Вченим багато що відомо про життя цих видів, проте їхні статеві хромосоми все ще залишалися недостатньо вивченими.

У новому дослідженні професор Шигехіро Кураку з Національного інституту генетики Японії з колегами вивчили систему визначення статі в п'яти видів акул, трьох скатів і риби-слона, яка також належить до хрящових риб.

Результати вказують на те, що всі хрящові риби слідують системі XY, де у самок дві хромосоми одного типу, а у самців — різні. Вчені також виявили деякі спільні риси між віддаленими гілками генеалогічного древа хрящових риб, що дає змогу припустити, що ці аспекти визначення статі існують щонайменше 300 мільйонів років і набагато випереджають подібні у будь-яких інших відомих науці хребетних. Однак у кількох класів безхребетних статеві хромосоми датуються 350-500 мільйонами років.

З іншого боку вчені виявили кілька унікальних особливостей. Наприклад, у червоних скатів (Hemitrygon akajei) навіть є дві окремі X-хромосоми, які автори називають X1 і X2. Про зменшення кількості чоловічих хромосом у людей повідомлялося багато разів, і щось подібне відбувається принаймні у деяких акул. Команда виявила відсутність консервативних послідовностей на Y-хромосомах у трьох видів акул.

Результати вказують на те, що Y-хромосоми цих видів втратили значну частину свого геномного вмісту і незалежно накопичили різні типи повторюваних послідовностей. Автори дослідження визнають, що еволюційна перевага такого підходу все ще невідома, проте дослідники з'ясували, що це не впливає на виживання виду.

Команда припускає, що акули, ймовірно, можуть використовувати інший підхід. Більшість ссавців пригнічують експресію однієї з реплікованих хромосом цілком. Водночас в акул деякі гени X-хромосоми експресуються у самок приблизно в 1,5 раза сильніше. Отримані результати суперечать гіпотезі про те, що неповна компенсація дози відбувається в системах ZW-хромосом, але не в XY-хромосомах.

У результаті вчені вважають, що визначення статі в акул і скатів може ґрунтуватися на механізмі, що залежить від дози Х-хромосоми. Це перший доказ для хребетних, що володіють унікальними молекулами, відмінними від інших ліній хребетних.

Раніше Фокус писав про те, що якщо акули зупиняться, вони помруть: вчені розповіли, чи дійсно це так.