1981. godine naučnici su otkrili da su ribice izložene visokim temperaturama razvile testise umesto jajnika. Od tada, preko 1100 studija o različitim životinjskim vrstama, uključujući 400 o slatkovodnim ribama, pronašlo je slične rezultate.
Ovo otvara nekoliko pitanja.
Zašto se to dešava? Kako se to može objasniti i da li šteti dugotrajnim ribljim populacijama? Naše istraživanje je pokazalo da je ključni faktor u objašnjavanju toga prekomerna proizvodnja hormona stresa kao rezultat viših temperatura.
Reproduktivni organi riba su veoma prilagodljivi promenama životne sredine jer, za razliku od sisara, imaju jednostavnu strukturu. Izvanredno, čak i male promene u uslovima vode mogu direktno i značajno uticati na metabolizam i fiziologiju riba.
Ribe to koriste u svoju korist koristeći ekološke znakove kako bi uskladili svoj reproduktivni uspeh sa sezonskim uslovima. Na primer, nekoliko vrsta riba, poput žute jesetre, razmnožavaju se u proleće pod uticajem toplijih temperatura vode.
Međutim, iznenadne promene životne sredine izazvane klimatskim promenama drastično utiču na riblje populacije i guraju neke od njih da se presele u pogodnija staništa za razmnožavanje.
Proučavanje načina na koji ženke ribe postaju mužjaci (ili se maskuliniziraju) kroz promjenu temperature dovelo je do značajnog proboja. Kada su ribe izložene temperaturama izvan normalnog opsega, one postaju pod stresom i doživljavaju visok nivo hormona stresa koji se zove kortizol. Ovo je slučaj sa nekoliko vrsta riba, kao što su argentinski srebrnjak, medaka i zebra.
Zanimljivo je da je isti enzim koji generiše kortizol takođe zadužen za proizvodnju najjačeg muškog hormona u ribama koji se zove 11-ketotestosteron. Uloga ovog muškog hormona je da pokrene razvoj muških polnih karakteristika kod riba.
Ako riba doživi stres – to jest, povećanje kortizola – zbog visokih temperatura, to može nagnuti hormonsku ravnotežu u larvi ribe i dovesti do razvoja testisa. Prekomerna proizvodnja androgena dovodi do toga da se kod visokih temperatura razvija više muškaraca nego žena.
Naša istraživačka grupa je 2019. godine pokazala da blokiranje receptora za stres pomoću alata za uređivanje gena potpuno potiskuje maskulinizaciju riba izazvanu visokim temperaturama. Ovi rezultati otkrivaju, po prvi put, da mozak deluje kao pokretač maskulinizacije izazvane toplotnim stresom.
U našoj novoj studiji objavljenoj u Cellular and Molecular Life Sciences 2023. godine, dalje smo pokazali da su tiroidni hormoni, pored hormona stresa, uključeni u maskulinizaciju riba. Još jednom, kroz uređivanje gena, uspeli smo da blokiramo receptore za stres i pokažemo da je put hormona štitne žlezde pogođen kada ribe dožive stres.
Primećeno je da kada je proizvodnja kortizola i tiroidnih hormona potisnuta kombinovanom upotrebom hemijskih lekova, nijedna žena nije bila maskulinizovana. Razumevanje molekularnih mehanizama iza određivanja pola riba pomaže da se predvidi kako temperatura izazvana klimatskim promenama može uticati na riblje populacije u budućnosti.
Poznato je da nekoliko zagađivača životne sredine, kao što su pesticidi i plastifikatori, remete ravnotežu hormona kod životinja. Ovi zagađivači – poznati kao hemikalije koje ometaju endokrini sistem – mogu dovesti do abnormalnog razvoja polnih organa kod riba.
Sa klimatskim promenama, faktori životne sredine koji utiču na seksualni razvoj su sada veliki problem. U poslednje vreme, temperature drastično variraju, i niske i visoke, prevazilazeći prihvatljiv raspon za većinu vrsta riba. Takve promene izazivaju događaje visoke temperature, zakiseljavanje i hipoksiju koji mogu poremetiti odnos polova riba tako što ga iskrivljuju prema mužjacima, pa čak i rezultiraju populacijom samo mužjaka.
U rekama i jezerima, međugodišnji događaji El Ninja ili La Ninja takođe mogu biti izmenjeni klimatskim promenama, koje mogu izazvati ozbiljne periode poplava ili suša. Ovo može pogoršati stres za ribu i premalo ženki u ribljoj populaciji može dovesti do njenog kolapsa, sa strašnim posledicama po biodiverzitet za sve nas.
