Останні дослідження показують, що морські черепахи можуть бути краще підготовлені до підвищення глобальної температури, ніж передбачалося раніше. Хоча занепокоєння з приводу спотвореного співвідношення статей, коли тепліші гнізда створюють переважну більшість самок, були широко поширеними, нові дані виявили дивовижну генетичну гнучкість, яка може допомогти цим рептиліям підтримувати більш збалансовану структуру популяції навіть із потеплінням клімату.
Температурний парадокс статі
У морських черепах, на відміну від людей і багатьох інших тварин, стать визначається не хромосомами, а температурою в гнізді. При більш високих температурах утворюються самки, а при нижчих – самці. Це призвело до тривожних прогнозів, таких як дослідження 2018 року, яке показало, що 99% молодих зелених черепах із теплих місць розмноження в Австралії були самками. Без достатньої кількості самців популяції були неминучі.
Однак досі точно визначити стать черепах, що вилупилися в дикій природі, було майже неможливо: для визначення статі черепахи потрібні інвазивні процедури. Щоб подолати це обмеження, дослідники на чолі з Крісом Ейзагірре з Лондонського університету королеви Мері провели контрольовані експерименти з черепахами.
Генетичні механізми в дії
Команда інкубувала яйця при різних температурах (що сприяють чоловічій, критичній і жіночій), а потім використовувала генетичний аналіз для визначення статі за зразками крові до остаточних фізичних характеристик. Вони виявили, що незалежно від температури інкубації самці та самки мали різні схеми генної активності через процес, який називається метилюванням ДНК, епігенетичну зміну, яка впливає на експресію генів.
Зокрема, сотні генів показали змінену активність: 383 були знижені у жінок і 394 у чоловіків. Відомо, що ці гени відіграють важливу роль у розвитку статі, дозволяючи дослідникам передбачати стать з високою точністю за простим зразком крові.
Польові дані підтверджують сталість
Щоб підтвердити ці висновки в реальних умовах, команда відстежувала гнізда черепахи на острові Сал у Кабо-Верде, закопуючи яйця на різній глибині для створення більш теплого та холодного мікроклімату. Послідовне визначення послідовності зразків крові черепах, що вилупилися, показало несподіваний результат: самців вилупилося набагато більше, ніж передбачалося на основі температури. Моделі переоцінили жіночу продукцію на 50-60%.
Це свідчить про те, що черепахи мають молекулярні механізми, які допомагають їм адаптуватися до мінливого середовища, змінюючи чутливість їх статевого розвитку до температури. «Ми не кажемо, що фемінізації не існує, тому що вона існує, і ми не кажемо, що зміни клімату не існує, тому що вони існують і прискорюються», — пояснює Ейзагірре. «Ми говоримо, що коли популяції досить великі, коли існує достатня різноманітність, тоді здається, що вид [може] еволюціонувати відповідно до клімату, в якому він живе».
Поза межами генетики: поведінкові адаптації
Інші дослідження підтверджують ці висновки. Дослідження Грема Хейза з Університету Дікіна показують, що самців вилуплюється більше, ніж можна було б очікувати, якби температура була єдиним визначальним фактором. Крім того, черепахи демонструють поведінкові адаптації, такі як гніздування на початку року та моделі міграції, які зменшують наслідки фемінізації. Самці черепах також подорожують до місць розмноження частіше, ніж самки, збалансовуючи співвідношення статей під час розмноження.
Хоча черепахи, що вилупилися, все ще чутливі до теплового стресу, що призводить до стійких змін у метилюванні ДНК, спостережувані молекулярні адаптації є обнадійливими новинами для цих вразливих рептилій.
Поєднання генетичної гнучкості та поведінкових змін свідчить про те, що морські черепахи можуть бути більш стійкими до зміни клімату, ніж вважалося раніше, хоча подальше потепління залишається основною загрозою.
