Геном африканских буйволов содержит гены-мужененавистники. Они не дают развиваться сперматозоидам, несущим мужскую Y-хромосому. Ученые выяснили, как запустить проженские гены.
Международная группа ученых под руководством доктора Пима ван Хофта (Pim van Hooft) из Университета в Вагенингене (Нидерланды) двадцать лет изучала популяцию африканских буйволов (Syncerus caffer) в национальном парке Крюгера (Kruger National Park) на юге Африки. Оказалось, что соотношение полов у новорожденных буйволов подчиняется определенной закономерности. Во влажный сезон из года в год рождается больше самцов -- их доля составляет 53%, а в сухой -- больше самок. Чтобы выяснить, в чем причина такого неравного соотношения, ученые провели хромосомный анализ у 3184 эмбрионов и определили их пол по внешним признакам. Затем выяснили, сколько осадков выпадало в разные сезоны на протяжении всего периода исследований, и сопоставили полученные данные.
Как живут буйволы
«Площадь национального парка Крюгера 20 тысяч км2, -- рассказывает доктор ван Хофт. -- Здесь обитает примерно 30 тысяч буйволов. Их популяция абсолютно изолирована. Африканские буйволы полигамны. Они образуют стада двух типов. Один тип состоит только из холостых самцов, а в стадах другого типа уже формируются пары. Средний размер стада -- 1000 особей. Примерно 75% всех детенышей рождается во время влажного сезона, который длится с января по март».
Женский пол и мужской -- хромосомные отличия
Вообще, по словам ученых, пол растений и животных (в том числе и человека) определяется половыми хромосомами в момент зачатия. И сменить его не может ничто. Существует гомогаметный пол. У большинства видов животных и растений гомогаметный пол -- женский. У особей женского пола соматические клетки содержат две одинаковые половые хромосомы (ХХ). А все гаметы (половые клетки) имеют по одной Х-хромосоме. У мужского пола в каждой соматической клетке содержатся две разные половые хромосомы -- Х и Y. А половые гаметы -- уже Х- и Y-несущие. Поэтому мужской пол называют гетерогаметным.
Гены-мужененавистники
Проанализировав ДНК эмбрионов африканских буйволов, ученые пришли к выводу, что соотношение пола у них определяется работой одного из эгоистичных генетических элементов -- гена SR (гена соотношения полов или гена sex ratio). Он находится в Х-хромосоме и подавляет образование Y-хромосомы в сперматозоидах.
Как объясняет доктор ван Хофт, впервые SR-гены обнаружили у дрозофил. Оказалось, что для этих насекомых присутствие SR-гена -- обычное явление. Поэтому, вероятно, в их популяциях зачастую больше самок. «У африканских буйволов SR-гены включаются в работу во время сперматогенеза, но их активность может проявляться и уже после спаривания в репродуктивных органах самки», -- пишут авторы.
Исследования ученых показали, что у буйволов SR-гены начинают активно работать во время сухого сезона. Доктор ван Хофт поясняет: когда буйволы начинают голодать, их организм, естественно, находится в состоянии стресса. Именно тут в сперматогенез вмешивается SR-ген, подавляющий образование мужской Y-хромосомы. Провоцируя рождение большего числа самок, ген тем самым помогает виду восстановить численность в будущем. «Возможно, это единый механизм, который характерен не только для африканских буйволов, но и для других млекопитающих», -- говорит доктор ван Хофт.
Статью с исследованием роли SR-генов в популяции африканских буйволов можно прочитать в последнем номере журнала BMC Evolutionary Biology.
