Καθορισμός φύλου: πιο πολύπλοκος απ' ό,τι νομίζατε

Από κάτι τόσο μικρό και σύνθετο όσο ένα χρωμόσωμα έως κάτι τόσο φαινομενικά απλό όσο ο καιρός, τα συστήματα καθορισμού φύλου παρουσιάζουν πολλές παραλλαγές στο ζωικό βασίλειο. Ο βιολόγος και δάσκαλος Άαρον Ρίντι μας παρουσιάζει εκπληκτικές διαφοροποιήσεις μεταξύ των ειδών όσον αφορά τον καθορισμό του φύλου.

Μάθημα από τον Άαρον Ρίντι, ψηφιακή απεικόνιση από BuzzCo (http://buzzzco.com).

Η γυναίκα μου είναι έγκυος
στο πρώτο μας παιδί

κι όταν τη βλέπουν
με τη μεγάλη της κοιλιά,

η πρώτη ερώτηση που της κάνουν
σχεδόν χωρίς εξαίρεση,

είναι, «Είναι αγόρι ή κορίτσι;»

Υπάρχουν κάποιες υποθέσεις
πίσω από αυτήν την ερώτηση

που θεωρούμε δεδομένες

λόγω της εξοικείωσής μας
με την ανθρώπινη βιολογία μας.

Για τα ανθρώπινα βρέφη, θεωρούμε
δεδομένο ότι οι πιθανότητες είναι 50/50

για οποιαδήποτε απάντηση, αγόρι ή κορίτσι.

Αλλά γιατί ισχύει αυτό;

Η απάντηση εξαρτάται
από το σύστημα καθορισμού φύλου

που έχει εξελιχθεί για το είδος μας.

Για τα περισσότερα θηλαστικά,

το φύλο του μωρού καθορίζεται γενετικά

με το σύστημα χρωμοσωμάτων ΧΥ.

Τα θηλαστικά έχουν ένα ζεύγος
χρωμοσωμάτων φύλου

ένα κληροδοτημένο από τη μητέρα
κι ένα απ' τον πατέρα.

Ένα ζεύγος Χ μας δίνει κορίτσι

κι ένα με Χ και Υ μαζί μας δίνει αγόρι.

Εφόσον τα θηλυκά διαθέτουν μόνο Χ
για να περάσουν στα ωάρια

και τ' αρσενικά δίνουν είτε Χ είτε Υ
στα σπερματικά τους κύτταρα

το φύλο καθορίζεται από τον πατέρα

και οι πιθανότητες δημιουργίας
αρσενικού ή θηλυκού είναι 50/50.

Το σύστημα λειτουργεί καλά
για τα θηλαστικά

αλλά κατά μήκος του δέντρου της ζωής
βλέπουμε κι άλλα συστήματα

που λειτούργησαν
εξίσου καλά γι' άλλα ζώα.

Υπάρχουν άλλες ομάδες ζώων
με γενετικό καθορισμό φύλου

αλλά τα συστήματά τους
διαφέρουν πολύ απ' το δικό μας.

Τα πτηνά και κάποια ερπετά έχουν
γενετικά καθορισμένο φύλο

αλλά αντί το φύλο
να καθορίζεται απ' τον πατέρα

καθορίζεται από τη μητέρα.

Στις ομάδες αυτές
ένα ζεύγος Ζ χρωμοσωμάτων

παράγει ένα αρσενικό, αυτά τ' αρσενικά
έχουν μόνο Ζ για να δώσουν.

Όμως, στα ζώα αυτά,
ένα χρωμόσωμα Ζ κι ένα W μαζί,

ως ζεύγος, παράγουν ένα θηλυκό.

Στο σύστημα αυτό, οι πιθανότητες
για αρσενικό ή θηλυκό είναι πάλι 50/50

εξαρτάται απ' το αν η μητέρα
βάζει Z ή W στο ωάριο της.

Συγκεκριμένες ομάδες οδήγησαν
τον γενετικό καθορισμό φύλου

σε εντελώς διαφορετικά μονοπάτια.

Τα μυρμήγκια πχ, έχουν ένα
απ' τα πιο ενδιαφέροντα συστήματα

καθορισμού φύλου, και γι' αυτό
αν είσαι αρσενικό μυρμήγκι

δεν έχεις πατέρα.

Σε μια αποικία μυρμηγκιών,
υπάρχει σημαντικός καταμερισμός εργασίας.

Υπάρχουν στρατιώτες
ως προστάτες της αποικίας,

εργάτες που συλλέγουν τροφή, καθαρίζουν
τη φωλιά και φροντίζουν τα μικρά,

και μια βασίλισσα και μια μικρή ομάδα
αρσενικών για αναπαραγωγή.

Η βασίλισσα ζευγαρώνει
και αποθηκεύει σπέρμα των αρσενικών.

Στο σημείο αυτό το σύστημα
γίνεται πολύ ενδιαφέρον.

Αν η βασίλισσα βάλει το αποθηκευμένο
σπέρμα στη γονιμοποίηση ωαρίου

το ωάριο θα μεγαλώσει και θα γίνει θηλυκό.

Όμως, όταν κάνει το αυγό
χωρίς να το γονιμοποιήσει

το ωάριο εξελίσσεται πάλι σε μυρμήγκι

αλλά θα είναι πάντα αρσενικό.

Βλέπετε, είναι αδύνατο
τ' αρσενικά μυρμήγκια να 'χουν πατέρα.

Τα αρσενικά μυρμήγκια ζουν έτσι τη ζωή
μ' ένα μόνο αντίγραφο κάθε γονιδίου,

σχεδόν σαν ένας γαμέτης με πόδια.

Το σύστημα αυτό λέγεται απλοδιπλοειδισμός

και δεν παρατηρείται μόνο στα μυρμήγκια

αλλά και σ' άλλα κοινωνικά έντομα
όπως οι μέλισσες και οι σφήκες.

Εφόσον το δικό μας φύλο
καθορίζεται από γονίδια

και ξέρουμε γι' αυτά τα ζώα
ότι το φύλο τους καθορίζεται από γονίδια

είναι εύκολο να υποθέσουμε
ότι για όλα τα ζώα εξίσου

το φύλο των νεογνών τους πρέπει
να είναι γενετικά καθορισμένο.

Ωστόσο, για κάποια ζώα, το ερώτημα
σχετικά με το αν θα'ναι αγόρι ή κορίτσι

δεν σχετίζεται καθόλου με γονίδια

μπορεί να εξαρτάται
από κάτι όπως ο καιρός.

Αυτά τα ζώα είναι όπως ο αλιγάτορας
και οι περισσότερες χελώνες.

Στα ζώα αυτά, το φύλο του εμβρύου
στο αναπτυσσόμενο αυγό

καθορίζεται από τη θερμοκρασία.

Στα είδη αυτά, το φύλο του νεογνού

δεν έχει ακόμη καθοριστεί
όταν το αυγό γεννιέται.

παραμένει ακαθόριστο
κάποιες φορές έως το μέσο

της συνολικής αναπτυξιακής περιόδου
έως την έλευση μιας κρίσιμης στιγμής.

Κι εκείνη τη στιγμή,
το φύλο καθορίζεται αποκλειστικά

απ' τη θερμοκρασία μέσα στη φωλιά.

Στις βαμμένες χελώνες πχ.

οι υψηλές θερμοκρασίας
πάνω από την κρίσιμη θερμοκρασία

παράγουν θηλυκά εντός των αυγών

ενώ οι ψυχρές παράγουν αρσενικά.

Δεν είμαι σίγουρος ποιος έβγαλε
αυτό το λογοπαίγνιο

αλλά μπορείτε να θυμάστε
όσον αφορά τις βαμμένες χελώνες,

είναι καυτές γυναίκες
και ψύχραιμοι μάγκες.

Για κάποια τροπικά ψάρια,
το ερώτημα αν θα'ναι αγόρι ή κορίτσι

δεν διευθετείται παρά αργότερα στη ζωή.

Όλα τα ψάρια-κλόουν ξεκινούν
τη ζωή τους ως αρσενικά.

Όμως, όσο ωριμάζουν γίνονται θηλυκά.

Επίσης περνούν τη ζωή τους
σε μικρές ομάδες μ' αυστηρή ιεραρχία

όπου μόνο τα περισσότερο κυρίαρχα
αρσενικά και θηλυκά αναπαράγονται.

Το αξιοθαύμαστο είναι ότι αν
η κυρίαρχη θηλυκιά στην ομάδα πεθάνει

το μεγαλύτερο και πιο κυρίαρχο αρσενικό
γίνεται γρήγορα θηλυκό

και παίρνει τη θέση της
ενώ τα υπόλοιπα αρσενικά

ανεβαίνουν βαθμίδα στην ιεραρχία.

Σε άλλο, πολύ διαφορετικό ωκεάνιο ζώο

την πράσινη μπονέλια

το φύλο των νεογνών καθορίζεται

από μια τελείως διαφορετική παράμετρο
του περιβάλλοντος.

Γι' αυτό το είδος, είναι απλά ζήτημα
του σημείου στο οποίο

πέφτει η προνύμφη στο βυθό της θάλασσας.

Αν η προνύμφη πέσει
σ' ελεύθερο σημείο γίνεται θηλυκό.

Αν όμως προσγειωθεί πάνω
σε θηλυκό γίνεται αρσενικό.

Έτσι για ορισμένα είδη
το ερώτημα αγόρι ή κορίτσι

απαντάται από τη γενετική.

Γι' άλλα, απαντάται από το περιβάλλον.

Κι όσον αφορά άλλα, δεν τ' αφορά
καθόλου το ερώτημα.

Για παράδειγμα, οι σαύρες Whiptail.

Γι' αυτές τις σαύρες της ερήμου
η απάντηση είναι εύκολη.

Είναι κορίτσι. Πάντα είναι κορίτσι.

Είναι ένα σχεδόν αποκλειστικά θηλυκό είδος
και παρότι γεννούν αυγά

απ' αυτά εκκολάπτονται
θηλυκοί δικοί τους κλώνοι.

Θα 'ναι αγόρι ή κορίτσι λοιπόν;

Σ' όλο το ζωικό βασίλειο

εξαρτάται πραγματικά
από το σύστημα καθορισμού φύλου.

Για τους ανθρώπους, το σύστημα αυτό
είναι γενετικό ΧΥ σύστημα.

Για μένα και τη γυναίκα μου, μάθαμε

ότι θα 'ναι αγοράκι.

(Φιλί)