Ostatnie badania sugerują, że żółwie morskie mogą być lepiej przygotowane na rosnące globalne temperatury, niż wcześniej obawiano się. Choć obawy związane z wypaczonymi proporcjami płci – gdzie w cieplejszych gniazdach rodzi się zdecydowana większość samic – są powszechne, nowe dane ujawniły zaskakującą elastyczność genetyczną, która może pomóc tym gadom w utrzymaniu bardziej zrównoważonej struktury populacji nawet w obliczu ocieplenia klimatu.
Paradoks temperatury płci
W przypadku żółwi morskich, w przeciwieństwie do ludzi i wielu innych zwierząt, o płci decydują nie chromosomy, ale temperatura w gnieździe. Wyższe temperatury rodzą samice, a niższe temperatury rodzą samce. Doprowadziło to do alarmujących przewidywań, takich jak badanie z 2018 r., które wykazało, że 99% młodych żółwi zielonych z cieplejszych lęgowisk w Australii to samice. Bez wystarczającej liczby samców populacja musiałaby się załamać.
Jednak dokładna ocena płci wylęgających się żółwi na wolności była jak dotąd prawie niemożliwa: określenie płci żółwia wymaga inwazyjnych procedur. Aby przezwyciężyć to ograniczenie, badacze pod kierownictwem Chrisa Eizaguirre z Queen Mary na Uniwersytecie Londyńskim przeprowadzili kontrolowane eksperymenty z żółwiami karetta.
Mechanizmy genetyczne w działaniu
Zespół inkubował jaja w różnych temperaturach (sprzyjających samcom, krytycznym i sprzyjającym samicom), a następnie wykorzystał analizę genetyczną do określenia płci na podstawie próbek krwi, aż do uzyskania ostatecznych cech fizycznych. Odkryli, że niezależnie od temperatury inkubacji u samców i samic obserwuje się różne wzorce aktywności genów ze względu na proces zwany metylacją DNA – zmianę epigenetyczną wpływającą na ekspresję genów.
Konkretnie, setki genów wykazywało zmienioną aktywność: 383 uległo obniżeniu u kobiet i 394 u mężczyzn. Wiadomo, że geny te odgrywają rolę w rozwoju płciowym, umożliwiając naukowcom przewidywanie płci z dużą dokładnością na podstawie prostej próbki krwi.
Dane terenowe potwierdzają zrównoważony rozwój
Aby potwierdzić te ustalenia w warunkach rzeczywistych, zespół śledził gniazda żółwi karetta na wyspie Sal na Wyspach Zielonego Przylądka, zakopując jaja na różnych głębokościach, aby stworzyć cieplejszy i chłodniejszy mikroklimat. Sekwencyjne sekwencjonowanie próbek krwi piskląt żółwi ujawniło nieoczekiwany wynik: wykluło się znacznie więcej samców, niż przewidywano na podstawie temperatury. Modelki przeszacowały produkcję żeńską o 50-60%.
Sugeruje to, że żółwie posiadają mechanizmy molekularne, które pomagają im przystosować się do zmieniającego się środowiska poprzez modyfikację wrażliwości ich rozwoju płciowego na temperaturę. „Nie twierdzimy, że feminizacja nie istnieje, bo istnieje, i nie twierdzimy, że zmiany klimatyczne nie istnieją, ponieważ istnieją i przyspieszają” – wyjaśnia Eizaguirre. „Mówimy, że gdy populacje są wystarczająco duże i gdy istnieje wystarczająca różnorodność, wydaje się, że gatunek [może] ewoluować w odpowiedzi na klimat, w którym żyje”.
Poza genetyką: adaptacje behawioralne
Inne badania potwierdzają te ustalenia. Badania przeprowadzone przez Grahama Hayesa z Uniwersytetu Deakin pokazują, że wykluwa się więcej samców, niż można by się spodziewać, gdyby jedynym czynnikiem decydującym była temperatura. Ponadto żółwie wykazują adaptacje behawioralne, takie jak zakładanie gniazd wcześniej w tym roku i wzorce migracji, które zmniejszają skutki feminizacji. Samce żółwi również częściej niż samice podróżują do miejsc lęgowych, równoważąc proporcje płci podczas rozmnażania.
Chociaż wylęgające się żółwie są nadal podatne na stres cieplny, powodujący trwałe zmiany w metylacji DNA, zaobserwowane adaptacje molekularne dostarczają zachęcających wiadomości dla tych wrażliwych gadów.
Połączenie elastyczności genetycznej i dostosowań behawioralnych sugeruje, że żółwie morskie mogą być bardziej odporne na zmiany klimatyczne, niż wcześniej sądzono, chociaż dalszym ociepleniem pozostaje głównym zagrożeniem.
