Самцы, ставшие самками: как жара заставляет ящериц менять пол и грозит им вымиранием

Представьте, что жара способна изменить биологический пол животного, превращая генетического самца в полноценную самку. Именно так происходит с бородатой агамой (Pogona vitticeps) — крупной австралийской ящерицей, обитающей в засушливых регионах страны. Её зависимость от солнечного тепла делает вид особенно чувствительным к изменениям климата, и именно эта чувствительность стала основой одного из самых удивительных открытий современной биологии.

Кто такая бородатая агама?

Бородатая агама — это крупная дневная ящерица, распространённая в центральной и восточной Австралии. Она получила своё название благодаря кожным шипам на шее, которые в моменты угрозы расправляются и напоминают тёмную бороду. Агамы активно греются на солнце, поддерживая температуру, необходимую для нормальной работы организма. Такая зависимость от тепла делает их особенно уязвимыми даже к небольшим изменениям климатических условий.

Жара, переписывающая генетику

У большинства позвоночных пол определяется хромосомами ещё в момент оплодотворения. У агамы действует похожий принцип: набор ZZ ведёт к развитию самца, а ZW — самки.

Долгое время считалось, что эта система стабильна и не зависит от внешней среды. Но в 2015 году группа Клэр Холлели опубликовала в журнале Nature революционное исследование, которое показало, что температура на стадии инкубации яиц способна полностью изменить судьбу будущей особи.

Если яйцо развивается при температуре выше примерно 32 °C, генетический самец (ZZ) перестаёт следовать мужской программе. Жара «отключает» мужской путь развития, и эмбрион начинает формироваться как самка. То есть генотип остается как у самца, а физическая форма, органы и гормоны (фенотип) развиваются как у самки.

В результате вырастает полноценная функциональная самка, которая, несмотря на мужской набор хромосом, способна откладывать яйца и размножаться. Такое превращение не является патологией — это нормальный биологический механизм, только активирующийся при высоких температурах.

Позднейшие наблюдения и анализы, включая работу Whiteley S. L. и коллег, опубликованную в BMC Genomics в 2022 году, показали, что жара вызывает глубокие изменения в работе генов. Изменяется их экспрессия — то, насколько активно гены «включаются» и «выключаются», определяя развитие тканей. Иначе начинают формироваться и гонады, то есть зачатки будущих половых органов. Эти процессы происходят на стадии эмбрионального развития, задолго до появления ящерицы на свет.

Угроза вымирания через феминизацию

Пока климат оставался стабильным, такое переключение пола не наносило вреда популяции: в природе встречаются и реверсированные самки, и обычные самки, и баланс сохраняется. Но с ростом температуры число самцов, которые превращаются в самок, увеличивается. Популяция начинает смещаться в сторону переизбытка самок и дефицита самцов — а это прямой путь к размножению на грани.

Дополнительная опасность заключается в том, что ZZ-самки (то есть генетические самцы, ставшие самками) передают потомству только Z-хромосомы. Женская ZW-комбинация встречается всё реже, и генетическое разнообразие снижается. Потеря ZW-варианта делает популяцию менее устойчивой к болезням, климатическим стрессам и изменению условий среды.

Учёные предупреждают: если тенденция к повышению температуры сохранится, бородатая агама может оказаться в числе видов, которым угрожает «вымывание через феминизацию». Это форма вымирания, когда вид исчезает не из-за прямой гибели особей, а из-за постепенного исчезновения генетических самцов.

Вывод

История бородатой агамы показывает, что глобальное потепление — это не только таяние льдов и изменение ландшафтов. Иногда повышение температуры вмешивается в сам фундамент биологического развития — даже в то, какой пол будет у будущего животного. Изучение таких механизмов помогает понять, какие ещё виды могут оказаться уязвимыми перед климатическими изменениями и как защитить их, пока у нас есть время.