«Эпигенетическая» адаптация может предотвратить вылупление большого количества самок у морских черепах вида логгерхед из-за изменения климата — угроза, которая, как опасались, может привести к сокращению популяции.
Молодая логгерхедская черепаха в Карибском море недалеко от Багамских островов. WaterFrame/Alamy
Морские черепахи, возможно, лучше приспособлены к изменению климата, чем мы думали. Биологи обеспокоены тем, что эти рептилии могут оказаться под угрозой вымирания, поскольку потепление будет способствовать развитию большинства черепашьих яиц в самок. Но оказывается, у этих животных есть генетическая подстраховка, которая может помочь им сохранить более сбалансированное соотношение полов даже при повышении температуры.
«Мы считаем, что обнаружили способность черепах адаптироваться к окружающей среде», — говорит Крис Эйзагирре из Лондонского университета королевы Марии.
Пол детенышей морских черепах определяется не хромосомой, определяющей пол, как это происходит у многих животных, включая человека, а температурой внутри гнезда. Лабораторные исследования показали, что при более низких температурах в гнезде больше вылупившихся черепашат мужского пола, а при более высоких — женского, что вызывает опасения, что глобальное потепление приведет к тому, что все больше черепашат будут вылупляться женского пола.
Например, генетическое исследование 2018 года показало, что около 99 процентов молодых зелёных черепах (Chelonia mydas) в возрасте от 4 до 20 лет, обитающих в более тёплых местах гнездования Большого Барьерного рифа в Австралии, были самками. Моделирование, основанное на таких результатах, вызвало опасения, что без достаточного количества самцов популяции морских черепах рухнут.
Однако фактическое положение дел после вылупления остается загадкой, поскольку определить пол черепахи можно только через несколько месяцев, если только не убить ее для проверки, поэтому полевых данных о поле новорожденных черепашат очень мало.
Чтобы обойти эту проблему, Эйзагирре и его коллеги провели лабораторные и полевые эксперименты с морскими черепахами вида Caretta caretta.
В первой части своей работы они собрали в общей сложности 240 яиц из семи гнезд логгерхедов на пляжах округа Палм-Бич, штат Флорида. Они поместили яйца в искусственные инкубаторы при одной из трех температур: 27°C (81°F), температура, способствующая появлению самцов; 30°C (86°F), «ключевая температура для равного количества самцов и самок»; и 32°C (90°F), при которой должны появиться самки.
Когда вылупившимся черепашкам было от 1 до 3 дней, команда взяла образцы крови, а затем выращивала черепах в неволе в течение нескольких месяцев, пока они не подросли достаточно для определения пола с помощью малоинвазивной хирургии и лапароскопической камеры.
Сравнивая данные секвенирования генома, полученные из образцов крови, с результатами определения пола, исследователи обнаружили, что независимо от температуры инкубации яиц, у самцов и самок черепах наблюдались разные паттерны активности сотен генов из-за эпигенетического процесса, известного как метилирование ДНК. У самок было гиперметилировано 383 гена – то есть их активность была ниже ожидаемой, – а у самцов – 394 гена. Многие из этих генов играют важную роль в половом развитии. Это позволило исследователям определить пол детеныша черепахи, используя только образец крови.
Использовав эти знания в полевом исследовании, команда собрала 29 кладок недавно отложенных яиц морских черепах вида логгерхед на пляжах острова Сал в Кабо-Верде у побережья Западной Африки. Они разделили каждую кладку, закопав одну половину в защищенном месте на глубине 55 сантиметров – где было бы прохладнее, – а другую на глубину 35 сантиметров, где было бы теплее, и отслеживали температуру.
Когда исследователи секвенировали образцы клеток крови 116 вылупившихся мальков, половина из которых находилась в «холодных» глубинах, а половина — в «теплых», они обнаружили больше самцов, чем ожидалось, учитывая температуру, которой подвергались яйца. Фактически, модели, основанные на температуре инкубации, переоценили количество самок среди вылупившихся мальков на 50–60 процентов.
Это позволяет предположить, что, помимо предоставления инструмента для определения пола детенышей черепах, работа демонстрирует наличие молекулярных механизмов, помогающих черепахам справляться с изменениями климата, изменяя чувствительность развития их половых органов к температуре, говорит Эйзагирре.
«Мы не утверждаем, что феминизации нет, потому что она есть, и мы не утверждаем, что изменения климата не существует, потому что они есть и ускоряются», — говорит он. «Мы говорим о том, что когда популяции достаточно велики, когда существует достаточное разнообразие, тогда, похоже, вид может эволюционировать в ответ на климат, в котором он живет».
Сверхгигантские ракообразные могут обитать на половине глубоководного дна океана.
Загадочное ракообразное Alicella gigantea — крупнейший в мире амфипод, но, как и всех глубоководных существ, его оказалось непросто найти.
Эта работа подтверждает недавние данные, полученные группой исследователей, в которую входит Грэм Хейс из Университета Дикина в Австралии, которые показали, что вылупляется больше самцов морских черепах, чем предполагалось, если считать, что температура является единственным фактором, определяющим пол. Эти результаты показывают, как критическая температура, при которой соотношение полов у черепах составляет 50:50, может быть адаптирована к местным условиям, говорит Хейс.
По словам Хейса, у черепах есть и другие механизмы, смягчающие последствия потепления. К ним относятся более раннее гнездование в течение года и миграционные процессы в места размножения, уменьшающие влияние феминизации. «Самки черепах, как правило, не размножаются каждый год, но самцы мигрируют в места размножения чаще, чем самки», — говорит Хейс. «Таким образом, соотношение полов в период размножения более сбалансировано, чем фактическое соотношение полов среди взрослых особей».
По словам Эйзагирре, такие поведенческие адаптации — это хорошо, но вылупившиеся детеныши все равно подвергаются воздействию экстремальной жары, что приводит к стойким изменениям метилирования ДНК, поэтому признаки молекулярной адаптации — еще более хорошая новость для этих уязвимых рептилий.
bioRxiv DOI: 10.64898/2026.01.06.697884v1
Источник: www.newscientist.com
