Jak wyewoluowały różnice między płciami. Naukowcy przyjrzeli się organom wewnętrznym i genom

Naukowcy z Instytutu Francisa Cricka oraz Uniwersytetu w Heidelbergu wykazali, że u różnych gatunków ssaków widać, w zależności od płci, inne różnice w budowie organów wewnętrznych oraz etapach ich rozwoju. Stwierdzili również, że różnice pomiędzy płciami szybko ewoluują na poziomie genetycznym, a powoli na poziomie komórkowym.

U ssaków mamy do czynienia z dymorfizmem płciowym, zarówno widocznym – jak pojawienie się poroża u samców – jak i niewidocznym, jak w budowie organów wewnętrznych. Dotychczas jednak naukowcy nie wiedzieli, kiedy i gdzie pojawiają się różnice budowie organów wewnętrznych oraz które geny i komórki są za nie odpowiedzialne.

Na łamach Science możemy zapoznać się z wynikami pracy, w ramach której przeanalizowano aktywność genów u samców i samic ludzi, myszy, szczurów, królików, oposów i kurczaków. Naukowcy przyglądali się aktywności w czasie genów związanych z rozwojem mózgu, móżdżku, serca, nerek i wątroby. Zauważyli, że u różnych gatunków różnice międzypłciowe pomiędzy organami wewnętrznymi nie są takie same. Na przykład u szczurów i myszy występuje największy dymorfizm płciowy w budowie wątroby i nerek, a tymczasem u królików największy dymorfizm płciowy w organach wewnętrznych można zaobserwować w sercu, podczas gdy samce i samice mają identyczne wątroby oraz nerki.

Uczeni odkryli również, że u wszystkich badanych gatunków występują jedynie niewielkie różnice gdy obie płci się rozwijają, jednak różnic gwałtownie przybywa w czasie osiągania dojrzałości płciowej.

Badacze przyjrzeli się również genom, które wykazują różną aktywność w zależności od płci. Okazało się, że u badanych gatunków niewiele jest takich wspólnych genów, co wskazuje, że różnice międzypłciowe pojawiły się bardzo szybko w toku ewolucji. Geny, które są wspólne dla różnych gatunków to zwykle geny umieszczone na chromosomach X i Y.

Pomimo tego, że geny aktywne w zależności od płci były zwykle różne u różnych gatunków, to nie dotyczyło to już komórek. Na przykład pomiędzy myszami a szczurami istniała różnica co do tego, które geny były aktywne w wątrobie w zależności od płci. Inne były aktywne w wątrobie samic szczurów, a inne w wątrobie samic myszy itp. Jednak u obu gatunków geny te były aktywne w hepatocytach, głównych komórkach wątroby. To może wyjaśniać międzypłciowe różnice w przetwarzaniu leków przez wątrobę.

Bardzo interesujący jest fakt, że pomimo tego, iż różnice międzypłciowe bardzo szybko wyewoluowały, to niewielka grupa genów umieszczonych na chromosomach X i Y jest wspólna dla wszystkich badanych gatunków. Prawdopodobnie geny te są podstawowymi czynnikami odpowiedzialnymi za rozwój różnic międzypłciowych u wszystkich gatunków ssaków, mówi główna autorka badań, doktorantka Leticia Rodríguez-Montes.

Jeśli popatrzymy na to z ewolucyjnego punktu widzenia stwierdzimy, że różnice międzypłciowe ewoluują szybko na poziomie genetycznym i powoli na poziomie komórkowym. Ma to znaczenie dla sposobu wykorzystywania modeli zwierzęcych do zrozumienia różnic międzypłciowych u ludzi. Istotnym spostrzeżeniem jest też zwrócenie uwagi, że konkretne typy komórek wykazują dymorfizm płciowy u różnych gatunków, dodaje Margarida Cardoso Moreira z Evolutionary Developmental Biology Laboratory w Instytucie Cricka.

Zaskoczyło nas również, że aż do okresu dojrzewania występuje tak mało różnic międzypłciowych. Spodziewaliśmy się, że najwięcej różnic zobaczymy u dorosłych, gdyż to wtedy dymorfizm płciowy jest najbardziej widoczny. Ponadto sądziliśmy też, że będziemy obserwowali stopniowe zwiększanie się liczby różnic, a nie ich gwałtowny przyrost około okresu dojrzewania. Nasze badanie to kolejny fragment układanki, która pozwoli nam zrozumieć, dlaczego istnieje dymorfizm płciowy i jak on na nas wpływa, dodaje uczona.

Jak wyewoluowały różnice między płciami. Naukowcy przyjrzeli się organom wewnętrznym i genom