Dzīvnieku valstībā augsts testosterona līmenis tiek saistīts ar tēviņu dominanci un agresiju. Tomēr ķīvīšu tēviņiem ir pārāk daudz testosterona, kas ir kaitīgs. Maksa Planka Bioloģiskās inteliģences institūta pētnieki sadarbībā ar starptautisku komandu tagad ir parādījuši, kā šie tēviņi atbrīvojas no dzimumhormona: tie asinīs ražo superenzīmu, kas ātri noārda testosteronu. Šis pētījums pierāda, ka testosterona līmeni var regulēt viens gēns un ka tas notiek asinīs – audos, kuriem iepriekš ir bijusi maza loma dzimumhormonu regulēšanā.
Jauns Klemensa Kipera vadīts pētījums par ķīviem tagad parāda, kā tēviņi "atbrīvojas" no testosterona. Tomēr tas rada jautājumu par to, kā šīs putnu sugas tēviņi, kas sīvi konkurē par mātīšu uzmanību, varētu no tā gūt labumu.
Lai to saprastu, mums rūpīgāk jāaplūko mērkaziņu vairošanās stratēģijas: tēviņiem ir trīs dažādas paveidi , kas atšķiras viens no otra pēc izskata un uzvedības. Cīnītājiem ir tumšākas spalvu apkakles, un tie agresīvi aizstāv savu nelielo teritoriju riņķī, lai atstātu iespaidu uz mātītēm. Savukārt nedaudz mazāki satelīti ar gaišām spalvu apkaklēm miermīlīgā aliansē tiecas pēc izvēlēta cīnītāja. Retie barotāji ir īpaši viltīgi : tie izskatās maldinoši līdzīgi mātītēm un var nemanīti ielavīties riņķos.
Satelītu un plēsēju stratēģijā, kas nav balstīta uz izteiktu agresiju, pārāk daudz testosterona tāpēc ir diezgan graujošs. Saskaņā ar to iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka šo tēviņu asinīs testosterona līmenis ir ievērojami zemāks nekā cīnītājiem. (Asinis tiek uzskatītas par vissvarīgāko hormonu izplatīšanās vidi: lai gan testosterons galvenokārt tiek ražots sēkliniekos, tas ar asinīm tiek transportēts uz citām darbības vietām visā ķermenī.)
Bet kā rodas šīs atšķirības starp šīm trim morfām? Līdz šim brīdim ļoti maz bija zināms par ģenētiskajiem faktoriem testosterona regulācijā. Šo aspektu var labi pētīt rufos, jo šīs trīs morfas atšķiras tikai ar "supergēnu" - DNS reģionu, kas satur aptuveni 100 gēnus. Tas radās aptuveni pirms četriem miljoniem gadu, kad hromosomas daļa pārtrūka un tika reintegrēta apgrieztā secībā.
Gēnu ekspresijas analīzēs pētnieki atklāja gēnu supergēnā. Šis gēns kodē fermenta, kas noārda testosteronu, shēmu. Viņi atklāja, ka tas īpaši bieži tiek ekspresēts pavedienveidīgajiem tēviņiem un satelītiem, bet ne sēkliniekos, kur tiek ražots testosterons. Pēc tam komanda noteica testosterona līmeni sēkliniekos: pārsteidzoši, pavedienveidīgajiem tēviņiem un satelītiem tur ir daudz vairāk testosterona nekā cīnītājiem, atšķirībā no asinīm. Tātad, kā ir iespējams, ka pavedienveidīgie tēviņi un satelīttēviņi ražo dzimumhormonu lielā daudzumā, bet tik maz no tā cirkulē asinīs?
Superenzīms asinīs noārda testosteronu
Pētnieki atrada atbildi ķīvīšu asinīs: noārdīšanās enzīms lielos daudzumos ir sastopams pavadoņpērtiķos un baroņpērtiķos, bet iznīcinātājos tas pilnībā nav sastopams. "Pamatojoties uz iepriekšējo pētījumu rezultātiem, mēs pieņēmām, ka enzīmam asinīs nav nekādas lomas," skaidro Alekss Zemella, viens no diviem vadošajiem autoriem. "Tādējādi mūsu rezultāti atklāj iepriekš nezināmu enzīma darbības vietu. Tāpēc testosterona daudzumu asinīs var regulēt tieši – aspekts, kas līdz šim ir bijis ignorēts."
Un ne tikai tas: pētnieki arī spēja pierādīt, ka enzīms laika gaitā ir mutējis par īstu “superenzīmu” un var noārdīt testosteronu daudz efektīvāk nekā enzīma variants cīnītājos.
Sarežģīta stratēģija ir balstīta uz vienu gēnu
Tas parāda sarežģītās stratēģijas, ko tēviņi evolūcijas gaitā ir izstrādājuši, lai palielinātu savus reproduktīvos panākumus. "Visiem tēviņiem spermas ražošanai sēkliniekos ir nepieciešams testosterons," skaidro pētījuma galvenā autore Džasmina Lavlenda. "Taču šim hormonam ir arī cita ietekme, piemēram, smadzenēs, kur tas var veicināt agresiju un uzmanības piesaistīšanu. Interesanti, ka neagresīvajiem īpatņiem arī tur ir paaugstināts superenzīma līmenis, īpaši hipotalāmā. Tas un zemais testosterona līmenis asinīs, visticamāk, spēlē svarīgu lomu viņu alternatīvajās reproduktīvajās stratēģijās."
Atklājums, ka testosterona līmeni var ietekmēt ģenētiskas izmaiņas vienā gēnā, paver virkni jaunu pētniecības iespēju. Komanda plāno sīkāk izpētīt, kā sarežģītā sociālā uzvedība tiek regulēta ķīviem, un turpināt pētīt dzimumu daudzveidību.
Šis pētījums tika veikts sadarbībā ar zinātniekiem no Berlīnes Brīvās universitātes, Vīnes Universitātes, Helmholca centra Minhenē un Saimona Freizera universitātes Bērnabijā.
Lasīt arī
Augsnes ķīmija ietekmē savvaļas dzīvnieku pēcnācēju skaitu | Pugnalom
