Недавние исследования показывают, что морские черепахи могут быть лучше подготовлены к повышению глобальных температур, чем опасались ранее. Хотя опасения по поводу искаженных половых соотношений — когда более теплые гнезда производят подавляющее большинство самок — были широко распространены, новые данные выявили удивительную генетическую гибкость, которая может помочь этим рептилиям поддерживать более сбалансированную популяционную структуру даже по мере потепления климата.
Температурный Парадокс Пола
Для морских черепах, в отличие от людей и многих других животных, пол определяется не хромосомами, а температурой в гнезде. Более высокие температуры дают самок, а более низкие — самцов. Это привело к тревожным прогнозам, например, исследование 2018 года, в котором было обнаружено, что 99% молодых зеленых черепах из более теплых мест гнездования в Австралии были самками. Без достаточного количества самцов популяции должны были рухнуть.
Однако точная оценка пола вылупившихся черепах в дикой природе была почти невозможна до сих пор: определение пола черепахи требует инвазивных процедур. Чтобы обойти это ограничение, исследователи под руководством Криса Эйзагирре из Квин-Мэри университета Лондона провели контролируемые эксперименты с логгерхедовыми черепахами.
Генетические Механизмы в Действии
Команда инкубировала яйца при разных температурах (способствующих формированию самцов, критических и способствующих формированию самок), а затем использовала генетический анализ для определения пола по образцам крови до развития окончательных физических характеристик. Они обнаружили, что независимо от температуры инкубации у самцов и самок были разные паттерны активности генов из-за процесса, называемого метилированием ДНК — эпигенетического изменения, влияющего на то, как гены проявляются.
В частности, у сотен генов наблюдалась измененная активность: 383 были подавлены у самок и 394 у самцов. Эти гены, как известно, играют роль в развитии пола, что позволяет исследователям предсказывать пол с высокой точностью по простому образцу крови.
Данные Полевых Исследований Подтверждают Устойчивость
Чтобы подтвердить эти выводы в реальных условиях, команда отслеживала гнезда логгерхедовых черепах на острове Сал в Кабо-Верде, закапывая яйца на разную глубину, чтобы создать более теплые и прохладные микроклиматы. Последовательное секвенирование образцов крови вылупившихся черепах показало неожиданный результат: вылупилось гораздо больше самцов, чем предсказывалось на основе температуры. Модели завышали производство самок на 50-60%.
Это говорит о том, что черепахи обладают молекулярными механизмами, которые помогают им адаптироваться к меняющимся условиям, модифицируя чувствительность своего полового развития к температуре. “Мы не говорим, что феминизации нет, потому что она есть, и мы не говорим, что изменения климата не существуют, потому что они есть и ускоряются, — объясняет Эйзагирре. — Мы говорим, что когда популяции достаточно велики, когда существует достаточное разнообразие, тогда, кажется, что вид [может] эволюционировать в ответ на климат, в котором он живет.”
За Генетикой: Поведенческие Адаптации
Другие исследования подтверждают эти выводы. Исследования Грэма Хейза из Университета Дикина показывают, что вылупляется больше самцов, чем ожидалось, если бы температура была единственным определяющим фактором. Кроме того, черепахи проявляют поведенческие адаптации, такие как более раннее гнездование в течение года и модели миграции, которые снижают влияние феминизации. Самцы черепах также чаще, чем самки, путешествуют к местам размножения, балансируя половое соотношение при размножении.
Несмотря на то, что вылупившиеся черепахи все еще подвержены тепловому стрессу, оставляющему устойчивые изменения метилирования ДНК, наблюдаемые молекулярные адаптации дают обнадеживающие новости для этих уязвимых рептилий.
Сочетание генетической гибкости и поведенческих корректировок предполагает, что морские черепахи могут быть более устойчивыми к изменению климата, чем считалось ранее, хотя дальнейшее потепление остается серьезной угрозой.
