Poznato je da toplije temperature čine da više jaja kornjača postanu ženke, ali novo istraživanje sa Univerziteta Djuk pokazuje da te ženke takođe imaju veći kapacitet za proizvodnju jaja, čak i pre nego što je njihov pol određen.
Ovo otkriće može objasniti zašto mnoge životinje osim kornjača imaju određivanje pola zavisno od temperature i zašto sistem opstaje, uprkos tome što se čini kao rizična strategija. To takođe može pružiti zabrinjavajući uvid u ono što bi moglo biti pred nama u svetu koji se zagreva.
Ono što su istraživači otkrili, kako je objavljeno 23. juna u časopisu Current Biologi, jeste da se broj „zametnih ćelija“—pre-jajnih ćelija—koje embrion nosi povećava sa višim temperaturama inkubacije. U stvari, otkrili su da te zametne ćelije same igraju ulogu u tome da embrion postane ženski.
„Određivanje pola na osnovu temperature nije samo jedan mehanizam“, rekla je viši autor Blanche Capel, uvaženi profesor ćelijske biologije James B. Duke na Medicinskom fakultetu Duke. „Čini se da više temperature utiču na određivanje pola na postepene načine kroz više tipova ćelija u embrionu.“
Čini se da same veće zametne ćelije pokreću feminizaciju, rekao je Boris Tezak, postdoktorski istraživač u laboratoriji Capel koji je vodio ovaj projekat. „Temperature koje proizvode ženke su takođe temperature koje povećavaju broj zametnih ćelija“, rekao je on.
Poznato je da veći broj zametnih ćelija kontroliše i ženski razvoj kod riba, rekao je Kapel. Ali da bi dokazali da više zametnih ćelija dovodi do ženskih kornjača, uklonili su neke zametne ćelije iz embriona crvenouhih klizača podignutih na srednjoj temperaturi koja je trebalo da dobije 50-50 proporcija, i videli su više mužjaka nego što se očekivalo.
Naučnici su decenijama znali za razvoj pola koji zavisi od temperature i pronašli su ga u mnogim različitim delovima drveta života, očigledno zato što je evoluirao više puta na više načina.
„Pojavio se svuda“, rekao je Tezak. „Izgleda kao zaista rizična strategija, posebno u kontekstu vremenskih varijacija i klimatskih promena, pa zašto bi ovaj sistem opstao?“
Oni misle da je to zato što razvoj pola koji zavisi od temperature stvara reproduktivnu prednost.
„Ženka koja se izleže sa više zametnih ćelija je verovatno reproduktivnija – to povećava njen reproduktivni potencijal da nosi više jaja“, rekao je Tezak. „Povezali smo ženski put sa povećanim brojem zametnih ćelija, i ako je to učini reproduktivnijim, to bi uveliko doprinelo objašnjenju zašto seksualni razvoj zavisan od temperature traje.
Kako globalne temperature nastavljaju da rastu, postavlja se pitanje: šta će se desiti sa kornjačama i drugim odgajivačima osetljivim na temperaturu? „Razmatraćemo kako će dalje povećanje temperature uticati na zbir zametnih ćelija“, rekao je Tezak. „Da li će to proizvesti manje sposobne ženke?“
Da bi odgovorio na ova pitanja, Tezak pažljivo neguje klapne jaja sa crvenim ušima dobijenih od uzgajivača iz Luizijane u plastičnim kutijama napunjenim vlažnim medijumom i držanim na konstantnoj temperaturi u laboratoriji. Jedan inkubator radi na 26 stepeni Celzijusa, stvarajući više mužjaka. Drugi je na 31 stepen, optimalna temperatura za proizvodnju više ženki.
Kada izvadi jednu od njih da bi proverio njihov napredak uz veoma jako svetlo, embrion koji je inkubiran toplije je znatno veći i aktivniji unutar jajeta.
„Pretpostavljamo da postoji „slatka tačka“ temperature“, rekao je Kapel. „Postoji kratak domet gde dobijate veliki broj zametnih ćelija, a nakon toga počinjete da vidite opadanje“, rekao je Kapel.
„Inkubirali smo neka jaja na 33,5 stepeni, samo dva i po stepena viša od optimalne temperature za ženke“, rekao je Tezak. „To je stvorilo neke zaista čudne embrione—postojali su kiklopi i dvoglavi embrioni. Još nismo prebrojali njihove zametne ćelije.“
Laboratorija takođe treba da preuzme neka jaja aligatora kako bi nastavila temperaturne eksperimente. Poznato je da aligatori proizvode ženke na niskim temperaturama i mužjake na visokim temperaturama, što je suprotan obrazac od crvenouhe kornjače. Međutim, niska temperatura kod aligatora je ista kao i visoka temperatura kod kornjača, pa obe vrste proizvode ženke na 31 stepen Celzijusa. „Zanimljivo je pitanje da li vidimo više zametnih ćelija kod obe vrste na ovoj temperaturi“, rekao je Tezak.
