Změna pohlaví ponechává mozek pyskouna modrohlavého nedotčen

Biologové z Nového Zélandu zjistili, že když se samice pyskouna modrohlavého změní na samce, dramaticky se změní aktivita genů v gonádách, ale ne v mozku. V článku v Věda Zálohy Je poskytnut dosud nejpodrobnější popis procesů doprovázejících změnu pohlaví u ryb.

Na rozdíl od savců je mnoho ryb schopno po narození změnit pohlaví. Obvykle je příčinou změna vnějších podmínek, jako je poměr samic a mužů. Nejvíce studovaným v tomto ohledu je pyskoun modrohlavý (Thalassoma bifasciatum), obyvatel korálových útesů Karibského moře a Mexického zálivu. Tyto ryby žijí ve skupinách, které se skládají z jednoho dominantního samce (jeho hlava je modrá) a několika desítek samic (ty jsou žluté). Existují také nedominantní samci, kteří se od samic liší jen málo vzhledem a chováním, ale mají varlata.

Když dominantní samec z nějakého důvodu skupinu opustí, zaujme jeho místo jiná ryba. Pokud se jedná o samičku, pak za dva až tři týdny změní barvu a zvětší se, přestanou jí fungovat vaječníky, místo toho se vyvinou varlata a začnou produkovat plnohodnotná spermie. Mění se i chování: bývalá samice přechází z pasivní do agresivní, začíná odhánět ostatní samce a dvoří se samice.

Jak tělo pyskouna modrohlavého provádí všechny tyto proměny, nebylo zcela jasné. Při změně pohlaví se musí změnit exprese (intenzita práce) řady genů, protože nové biochemické procesy pro dané tělo vyžadují nové enzymy a enzymy jsou proteiny a jsou kódovány geny. Studie jiných druhů kostnatých ryb ukázaly, že rozdíly v genové aktivitě mezi samci a samicemi se vyskytují především v gonádách a v menší míře v mozku.

To ve své práci zohlednili vědci z University of Otago (Nový Zéland) pod vedením Erici V. Toddové. V letech 2012 a 2014 zajali a označili celé hejna pyskounů u pobřeží Floridy. Pohlaví ryb bylo určeno délkou genitálních papil a gametami, které jedinci vymrštili při tlaku na břicho. Poté byli nedominantní samci přemístěni na vzdálené útesy, aby tyto ryby nesoupeřily se samicemi o možnost stát se novými dominantními samci, a po dvou dnech byli dominantní samci odstraněni. To stimulovalo změnu pohlaví u některých žen.

Biologové pak pozorovali pyskouny ve skupinách bez dominantních samců každý den asi měsíc a zaznamenali změny v chování zvířat. 27 samic bylo odchyceno v různých fázích transformace na samce, jejich gonády byly histologicky analyzovány a byla hodnocena exprese genů odpovědných za syntézu pohlavních hormonů a neuropeptidů v mozku a gonádách. Šest samic, které nevykazovaly žádné známky změny pohlaví, sloužilo jako kontrola. Parametry 27 samic měnících pohlaví byly porovnány s údaji od osmi dominantních samců ulovených na jiných útesech.

Genová aktivita v mozcích ryb se záměnou pohlaví byla téměř identická jako u normálních samic. Zvýšila se pouze exprese genu pro isotocin, jednoho z neuropeptidů, homologu oxytocinu u savců. U ryb je působení izotocinu spojeno se zvýšenou teritorialitou a agresivitou. Intenzita produkce dalších molekul blízkých isotocinu se přitom nezměnila. K velkým změnám však docházelo v gonádách. Ve vaječnících byla potlačena exprese genu aromatázy, enzymu odpovědného za produkci ženských pohlavních hormonů, estrogenů. Ovariální vývody se uzavřely a genová exprese se zvýšila v nově vytvořené testikulární tkáni. amh, cyp11c1 и hsd11b2. Proteiny, které kódují, se podílejí na syntéze mužských pohlavních hormonů – androgenů.

Zůstává však nejasné, co přesně spouští změnu v genové expresi. Autoři naznačují, že se jedná o zvýšení hladiny kortizolu, stresového hormonu. V těle samice se stává hojnější, když delší dobu nevidí dominantního samce. Práce také neuvádí, zda se samice v určité fázi změny pohlaví zastaví, aniž by se zcela změnily v samce, a pokud ano, jaká je fyziologie těchto ryb, jak dlouho žijí.

Pod vlivem vnějších faktorů mění pohlaví nejen ryby, ale i měkkýši. Mořští plži Crepidulas tedy určují, který ze dvou samců se stane samicí, vzájemným porovnáním velikostí, a čím bližší je fyzický kontakt mezi měkkýši v páru, tím rychleji dochází k přeměně.

Světlana Yastrebová
Našli jste překlep? Vyberte fragment a stiskněte Ctrl + Enter.
O prasatech a lidech
Jak proměnit prasátko v bezpečného dárce orgánů

První a jediný člověk, který dostal geneticky modifikované prasečí srdce, s ním žil pouhých 60 dní. Ani po roce a půl lékaři stále nezjistili, proč zemřel, ale mají podezření, že imunitní systém pacienta se s transplantací stále nevyrovnal. Možná by se odmítnutí dalo předejít, kdyby byl pacientovi transplantován lidský orgán vyrostlý od nuly, například v těle stejného prasete. Nyní čínští vědci získali první prasečí embryo s rudimentem lidské ledviny a bylo možné vyhodnotit, co je vlastně jednodušší: přestrojit prasečí ledvinu za lidskou nebo vypěstovat ve praseti skutečnou lidskou ledvinu. Vepřové maso v člověku Cizí orgán v těle člověka se nikdy nestane jeho vlastním. A to i v případě, že transplantace byla úspěšná a dárce je blízký příbuzný. Téměř vždy po takové operaci musí člověk po celý život užívat léky, které potlačují činnost imunitního systému. Co můžeme říci o případech, kdy je dárcem zvíře jiného druhu. Ve druhé polovině 20. století lékaři s tímto druhem transplantací hodně experimentovali. Jenže se ukázalo, že na xenotransplantace nepomáhají ani imunosupresiva. Prasečí srdce a opičí játra zřídka vydržely v lidském těle déle než několik dní nebo měsíců. Lékaři opustili tyto pokusy a obrátili se o pomoc na genetiky. Navrhli chovat „humanizovaná“ prasata – tedy zvířata, jejichž tkáně bude lidský imunitní systém souhlasit, že je uzná za vlastní. Nejjednodušší věc, kterou pro to lze udělat, je odstranit z povrchu buněk molekuly, které v lidském těle v zásadě neexistují. V případě prasečích buněk se jedná o disacharidový fragment dvou galaktóz (galaktóza-alfa-1,3-galaktóza). Abyste se ho zbavili, musíte z prasečího genomu vyříznout gen GGTA1: kóduje enzym, který pomáhá připojit tento ocas k buněčné membráně. Knokaut tohoto genu stačí k tomu, aby se zabránilo tomu, že náplast prasečí kůže nebo dokonce celá prasečí ledvina způsobí okamžité odmítnutí po transplantaci. Ale pokud orgán musí zůstat v lidském těle po dlouhou dobu, pak během týdnů a měsíců bude imunitní systém schopen dosáhnout hůře dostupných neznámých molekul. To znamená, že musíte jednat mazaněji. Například můžete nainstalovat malý kousek brzlíku pod kapsli vepřové ledviny. To je orgán, který trénuje imunitní buňky, aby nereagovaly na molekuly vlastního těla. V souladu s tím by brzlík dárce mohl trénovat lymfocyty hostitele, aby byly trpělivé s transplantovanými buňkami. Pod takovou ochranou může vepřová ledvina žít v člověku nejméně měsíc. Nebo můžete jít ještě dál a být v bezpečí před všemi možnými komplikacemi najednou. To udělali genetici ze společnosti Revvicor. Provedli až deset změn v genomu prasete, jehož srdce bylo později transplantováno lidem: vymazali tři geny zodpovědné za výskyt cizích molekul na povrchu; vymazali gen receptoru růstového hormonu (aby srdce nereagovaly na hostitelský hormon a nerostly), přidali šest lidských genů (dva inhibují zánět, dva brání vrozeným imunitním proteinům ve vazbě na buňky, dva blokují srážení krve). Pacient ale stejně zemřel. Se svým novým srdcem žil dva měsíce – a pak najednou začalo selhávat. Lékaři stále přesně nevědí, co se stalo. Možná to byl virus, který přenášelo zvíře. Nebo třeba v protilátkách, které lékaři pacientovi předepsali, když zaznamenali známky infekce (protože po imunosupresi mu nezůstaly téměř žádné protilátky). Nebo – u prasečích protilátek, které se vytvořily v srdci dárce a nakonec způsobily imunitní odpověď. Tak či onak imunitní systém na něco zareagoval. K odmítnutí přesto došlo. Člověk ve vepře Zda se jednoho dne podaří přinutit prasečí srdce, aby se v člověku spolehlivě zakořenilo, nelze nyní říci. Doposud proběhla pouze jedna taková operace. A zatím je pouze jeden příjemce vepřové ledviny. Proto je příliš brzy posuzovat vyhlídky takových operací a jejich možné důsledky. Můžeme však s jistotou říci, že lidské orgány by se měly zakořenit lépe než prasečí a měly by s sebou nést méně rizik. Pokud se naučíte, jak je pěstovat. Sbírat životně důležité orgány in vitro zatím není možné, ale můžete je zkusit vypěstovat uvnitř živého organismu – například prasete. K tomu potřebuje vypnout gen zodpovědný za vývoj jejího vlastního orgánu a zasadit do svého embrya lidské buňky (více jsme o této metodě hovořili v materiálu „Pig Heart“). Pokud prase přežije a požadovaný orgán vyroste, můžeme s jistotou říci, že je to člověk. Pravda, k tomu budeme muset vyřešit ještě jeden problém – prasečí buňky nepřevlékat za lidské, ale naopak postarat se o to, aby se lidské buňky staly v prasečím embryu svými a nezabíjely je sousedé. Embrya chimér se obvykle odebírají, když jsou v nejranějších fázích vývoje. Prasečí embryo v tuto chvíli vypadá jako shluk buněk, které se ještě nezačaly distribuovat mezi orgány a tkáně. Můžete do ní napíchnout lidské embryonální kmenové buňky – jsou přibližně ve stejném stádiu – a doufat, že se promísí s davem a budou se podílet na stavbě orgánů stejně jako prasečí buňky. Protože v tak raném embryu není žádná tkáň, není tam žádná krev, což znamená, že imunitní odmítnutí je nemožné. Lidským buňkám však brání v klidné integraci jiný mechanismus – buněčná konkurence. Zdá se, že buňky uvnitř embrya vysílají signál svým sousedům, aby zahájili apoptózu. A pokud sousedé z nějakého důvodu neprodukují dostatek proteinů, které blokují apoptózu – například proto, že mají nějaké poškození nebo nemají dostatek energie – pak zemřou. Proto transplantované buňky v chimérických embryích špatně zakořeňují, zvláště pokud nemluvíme o blízce příbuzných živočišných druzích. Rekordní obsah lidských buněk, kterého bylo dosaženo u chimérického embrya u opice, je 7 procent, u myši – 4 procenta. V chimérách s prasaty donedávna lidské buňky přežívaly ještě hůře a tvořily jen zlomek procenta. Aby pomohli buňkám uvnitř chiméry přežít, vědci se snaží geneticky deaktivovat jejich program apoptózy. Američtí vědci tak v roce 2021 vytvořili buněčnou kulturu bez genu TP53, který kóduje hlavní protein v programu apoptózy. Když byly takové buňky implantovány do prasečího embrya, přežily a dokonce z nich začaly růst skutečné svaly – protože prasata byla odebrána s vadou ve vývoji svalů. Nyní se další skupina vědců, čínští biologové pod vedením Liangxue Lai, pustila do pěstování lidské ledviny uvnitř prasete – protože ledviny jsou k transplantaci potřeba mnohem více než svaly. Za tímto účelem vědci vložili konstrukt několika fragmentů DNA do genomu lidských buněk. Začalo to signální sekvencí, která reagovala na přítomnost specifického léku (doxycyklinu), což znamená, že geny po ní mohly být spuštěny příkazem. Další byly kopie dvou genů, z nichž jeden (BLC2) zastavuje apoptózu a druhý (MYCN) se podílí na dělení. Tento genetický design neměl zastavit program buněčné smrti, ale naopak podpořit program přežití. Kromě toho byly buňky značeny fluorescenčním proteinem, aby byly snadno vidět uvnitř chiméry. Poté, co byly tyto buňky „naprogramovány“ k přežití pomocí doxycyklinu, byly implantovány do prasečích embryí. A podle výpočtů autorů článku zabírali přibližně desetinu plochy embrya. Nemusí to nutně znamenat, že tvořily deset procent všech buněk, ale rozhodně v nich tvořily znatelný (pod fluorescenčním mikroskopem) zlomek. Aby ledvina vyrostla z lidských buněk, bylo potřeba upravit i hostitelské prase. Pomocí genových editorů vědci vytvořili dva nefunkční geny (SIX1 a SALL1), které jsou zodpovědné za diferenciaci ledvinových buněk a tvorbu tubulů. Bez lidských buněk byla prasečí embrya s defekty v těchto genech životaschopná, ale jejich ledviny se nevyvíjely tak dobře jako normálně. Když se vědci pokusili sestavit chiméru z upraveného prasečího embrya a upravených lidských buněk, získali pět životaschopných embryí, která se zakořenila v náhradních prasečích matkách. O měsíc později vědci tato těhotenství ukončili a embrya z dělohy odstranili. V oblasti, kde se měly nacházet jejich ledviny, si vědci pod mikroskopem všimli jasně červené záře – tedy lidské buňky zaujaly své zamýšlené místo. Ukázalo se, že ledvinový rudiment je o něco více než polovina člověka – podíl světelných buněk v něm byl 50–65 procent. Dvojité GMO To, co vyrostlo v čínském experimentu, samozřejmě ještě není plnohodnotná ledvina. Toto je pouze základ a částečně postavený z prasečích buněk. Navíc byl získán s extrémně nízkou účinností – pouze 5 embryí z 1820 zakořenilo. Projekt má před sebou ještě dlouhou cestu, aby dohnal upravená prasata a jejich orgány, které se již transplantují pacientům. Přesto se jedná o první rudiment lidské ledviny u prasete – a obecně první rudiment životně důležitého lidského orgánu získaného touto metodou. To znamená, že si již dokážeme představit, o kolik je tato technologie ekonomičtější ve srovnání s humanizací prasat – alespoň co se týče nutných genetických úprav. Prase, které se stalo prvním modifikovaným dárcem lidského srdce, neslo deset genetických změn. A ani ty nepomohly uklidnit imunitní systém nového majitele. Možná budou další generace dárcovských prasat potřebovat více těchto úprav. Kolik přesně, zatím není jasné. Například americký genetik George Church, známý svými ambiciózními nápady a velkými projekty, tvrdil, že je nutné z prasečího genomu vyčistit všechny endogenní retroviry – mobilní elementy, které se mohou pohybovat celým genomem a teoreticky mohou „skákat“ z dárcovského orgánu do lidských buněk. Jedná se o dalších 25 dodatečných úprav, celkem tedy téměř čtyřicet. A to asi není limit. V chiméře člověk-prase je zatím méně úprav: dvě v lidském genomu a další dvě v genomu prasete. Lai Liangxue a jeho spoluautoři ale tuší, že časem bude potřeba víc. Za prvé, se současným experimentálním designem stále nebude možné vypěstovat ledvinu, která neobsahuje jedinou prasečí buňku. I když vědci dosáhnou, že každý jednotlivý tubul ledviny je lidský, stále budou existovat krevní cévy a prvky pojivové tkáně. A pokud chceme, aby ledvina byla pro lidský imunitní systém zcela neviditelná, bude muset prase dárce vypnout i geny spojené s vývojem kapilár. Bude takové prase životaschopné? A co se stane s jejími dalšími orgány, kde se zřejmě usadí lidské buňky a vyklíčí lidské cévy? Za druhé, takto vedený experiment se může ukázat jako eticky riskantní. Co když se lidské buňky stanou součástí nejen ledvin, ale i nervového systému? Tam samozřejmě nebudou konkurenceschopní – a přesto to bude prasečí mozek s lidskými buňkami. Vědecká komunita dosud nestanovila žádný prahový podíl lidských buněk, po jehož dosažení je mozek považován za člověka. Jakýkoli experiment s chimérickým nervovým systémem tedy může vyvolat otázky etických komisí. Vědci proto svůj experiment zastavili 28. den vývoje. A zkontrolovali, že v prekurzorech mozku a míchy v embryích jsou pouze jednotlivé lidské buňky a v základech gonád – vůbec ne jediná. Lai Liangxue a spoluautoři se domnívají, že z etického hlediska lze jejich metodu učinit bezpečnější provedením ještě větších úprav genomu lidských buněk. Tedy vyříznout odtud některé geny, které jsou klíčové pro vývoj nervového systému a gonád. Pak se obě části chiméry ukážou jako méněcenné – ani jedna nepřežije sama o sobě a výsledný organismus bude mozaikou orgánů různých druhů. Vědci nespecifikují, které geny by mohly být dobrým cílem pro takové úpravy. A pro každý případ udělají výhradu: nové genetické zásahy mohou zabránit tomu, aby lidské buňky vytvořily plnohodnotnou ledvinu. Tak či onak, bude to vyžadovat mnohem více experimentů, abyste zjistili, zda je zde možný kompromis.

© 2025 N + 1 Online publikace / Certifikát o registraci médií El No. FS77-67614

Použití všech textových materiálů bez úprav pro nekomerční účely je povoleno s odkazem na N + 1.

Všechna audiovizuální díla jsou majetkem jejich autorů a držitelů autorských práv a slouží pouze pro vzdělávací a informační účely.

Pokud jste vlastníkem konkrétního díla a nesouhlasíte s jeho umístěním na našem webu, napište nám na [email protected]

Stránky mohou obsahovat obsah, který není určen pro osoby mladší 18 let.

Většina obratlovců se rodí buď samci nebo samice a zachovávají si pohlaví, které jim bylo přiděleno od narození až do konce jejich dnů. Z tohoto pravidla však existují výjimky. Zástupci řady rybích druhů mohou vystupovat ve dvou podobách najednou, být hermafrodity, nebo v průběhu života měnit pohlaví a střídavě prožívat radosti a peripetie ženských i mužských osudů. Tento jev, tzv sekvenční hermafroditismus, je dnes známo více než 350 druhy ryb, z nichž většina žije na korálových útesech. Jedná se o zástupce čeledi pyskoun (labridae), papouščí ryby (Scaridae), kanice (Serranidae), pomacentrický (Pomacentridae) a některé další.

Samci papouščí ryby (<i>Bolbometopos muricatum</i>)

V mnoha z nich jsou všechny potěry, které se vylíhnou z vajíček, samice. Když vyrostou, dospějí, jednou nebo vícekrát nakladou vajíčka a pak se promění v samce a znovu se účastní reprodukce. Tato forma sekvenčního hermafroditismu se nazývá protogynie. U některých druhů papoušků* a pyskounů se však část potěru stále rodí jako samci. Na rozdíl od svých sester – budoucích bratrů – zůstávají celý život věrní svému pohlaví. Je pravda, že v dospělosti se tyto ryby – primární samci – těžko odlišují od těch, kteří strávili mládí jako zástupci něžného pohlaví. Primární i sekundární samci v druhé polovině života nejen vypadají podobně, ale dodržují i ​​stejnou životní strategii, vhodnou pro usedlé a slušné jedince. Spolu s jejich velkou velikostí, která je činí nezranitelnými pro mnoho malých predátorů, získávají jasnou barvu – modrou, zelenou, červenou nebo oranžovou a v některých případech – hrbolovité výběžky na čele. Není divu, že dospělí papoušci jsou považováni za jednoho z nejkrásnějších obyvatel korálových zahrad! Vnější lesk však není to nejdůležitější. Ryby, které se dožijí dospělosti, získávají i něco významnějšího – vlastní oblast na útesu, která je aktivně chráněna před invazí ostatních samců a kam jsou přitahovány samice. Je pravda, že velikost varlat, a tedy i množství mléka produkovaného u těchto samců, není nijak zvlášť velké, ale jak se říká, mají dost. Samice totiž přilákána možností trávit čas v bezpečném a krmném prostoru naklade vajíčka ve správný čas a na správné místo, takže ke spolehlivému oplodnění snůšky stačí i malé množství mléka. Dospělí papoušci navíc i přes zdánlivou umírněnost pravidelně střídají přátele a během reprodukčního období dokážou prospět mnoha samičkám toužícím po úctyhodném životě. A v mnohem mladším věku než oni sami. Jak by to mohlo být jinak? Koneckonců, v protogynních rybách prostě nejsou žádné „staré ženy“!

Samci papouščí (<i>Scarus longipinnis</i>) v nejlepších letech

Pravda, ne všem samičkám se podaří ochutnat sladký život. Mnoho z nich tráví čas plaváním s hejnem svých přítelkyň po celém útesu a nikdy nezůstávají na jednom místě. Nebo snad oni sami dávají přednost romantice před zlatou klecí? Koneckonců, jejich vrstevníci, základní muži, s nimi plavou ve škole a „staří muži“ jsou mírně řečeno nevlídní k jejich přítomnosti v dobrých oblastech. A jelikož jsou mladí samci menší a slabší než starší, nemají příliš šancí na souboj. Ale mládí je mládí – varlata primárních samců v této fázi životního cyklu dosahují gigantických velikostí a ryby smetou do vody obrovské množství reprodukčních produktů. Pravda, formalizované páry se netvoří v potulných hejnech a mlíčí vypuštěné do vody nemusí skončit na vejcích vytřených jednou ze samic. Takže nakonec je reprodukční úspěch „stálého mistra“ a „potulného minstrela“ přibližně stejný.

Je zajímavé, že poměr samic a samců v potomcích takových ryb se zdá být závislý na celkové velikosti populace tohoto druhu na útesu. V každém případě se u pyskouna dvoupásého ukázalo, že čím nižší je hustota ryb, tím menší má potěr, že se narodí jako primární samec. Vysvětlení vynalezené vědci, i když spekulativní, vypadá logicky: když je žen málo, každá z nich má šanci „sebrat“ usedlého manžela se slušnou výměrou. Milující, ale chudí mužští vrstevníci jsou „bez práce“. Proč se nudit? Je lepší se narodit jako žena a zažít mužské radosti později. Pokud ovšem mladou rybu nejprve nesežere nějaký dravec. To ale nezávisí na pohlaví.

U řady dalších protogynních ryb je poměr pohlaví v populaci regulován ještě jednodušeji, i když z našeho pohledu možná ne tak ladně. Zástupci druhu Pseudoanthias squamipinnis – korálové ryby, které se živí planktonem, žijí ve skupinách skládajících se z velkého počtu samic a několika samců. A pouze pokud jeden z mála zástupců silnějšího pohlaví zemře, jedna ze samic změní pohlaví a zaujme jeho místo. Ve sladkovodních cichlázách Cichlasoma citrimellum Z čeledi cichlid se samci stávají pouze ty ryby, které ještě mladé, před pubertou, dokázaly dosáhnout poměrně velkých rozměrů. Ty, které se v dětství nestihly pořádně vykrmit, zůstávají samicemi, i když mají v těle potence potřebné pro změnu pohlaví.

Korálové ryby (<i>Pseudoanthias squamipinnis</i>), jsou schopni změnit pohlaví z ženského na mužské

U takto flexibilních forem protogynie by se zdálo, že lze mluvit o ideální sexuální struktuře populace. Rozmary přírody jsou ale rozmanité. Papoušci a pyskouni nemají „stařenky“, ale amfipriony neboli klaunovité (rod. amfiprion), kteří tráví životy mezi chapadly obřích mořských sasanek, neexistují žádní „staří lidé“. Jejich potěr se rodí samci a teprve s věkem se mění v samičky – tato forma sekvenčního hermafroditismu se nazývá protandry.

Pár růžových amfiprionů (<i>Amphiprion perideration</i>) ve své mořské sasance

Skupina amfiprionů se většinou zdržuje pod ochranou jedné mořské sasanky. Největším jedincem této skupiny je samice, velikostně následuje dospělý samec a společně tvoří chovný pár. Další, menší členové skupiny jsou nedospělí samci. Pokud jejich „velkého bratra“ potká neštěstí, největší z těchto „náhradních hráčů“ rychle dospívá a zaujímá své místo. Pokud chovná samice zemře, její místo po změně pohlaví převezme bývalý manželský partner a jeho (tedy její) družka se opět stane největším z mladých samců.

Proč amfiprioni preferovali protandry před protogynií, není zcela jasné, ale možnost měnit pohlaví v závislosti na okolnostech je jistě pohodlným zařízením. Faktem je, že „domovy“ ryb klaunů – obřích mořských sasanek – se často nacházejí poměrně daleko od sebe a pro ovdovělého amfipriona není bezpečné cestovat z jednoho z nich do druhého při hledání nového partnera. Kromě toho mořské sasanky nějakým způsobem poznají své stálé nájemníky a nedotýkají se jich, zatímco všechny ostatní ryby, včetně „mimozemských“ amfiprionů, umírají mezi smrtícími chapadly. Takže možnost najít manžela nebo manželku jakéhokoli pohlaví, aniž byste opustili „domov“, rozhodně usnadňuje život.

Až dosud jsme uvažovali pouze o případech, kdy ryby, které po dosažení určitého věku nebo vlivem okolností změnily pohlaví, zůstávají v novém obrazu až do konce svých dnů. Ale, jak bylo nedávno objeveno, existují i ​​druhy, které jsou schopné měnit pohlaví v obou směrech. Jedná se zejména o některé zástupce čeledi goby (Gobiidae). U druhů rodů Gobiodon и Paragobiodonnapříklad odpovídající změny v reprodukčním systému trvá několik týdnů. A druhý býk, Trimma okinawae, gonády jsou navrženy tak, aby měly mužskou i ženskou tkáň. V každém okamžiku funguje pouze jedna „polovina“, ale „přepnutí“ – pod vlivem vhodných hormonů – může nastat během několika dní.

Goby (<i>Historie Gobiodona</i>) u vašeho korálu

Býci mohou také měnit pohlaví v obou směrech Historie Gobiodona, žijící ve vodách Velkého bariérového útesu. Na příkladu historie studia těchto gobies lze pochopit, jaká fakta slouží jako základ pro určité závěry o struktuře rodinných vztahů u mořských ryb a jaký druh práce je třeba k získání těchto faktů.

Gobiodoni jsou malé, asi 6 cm dlouhé ryby, které žijí v párech pod ochranou větví korálů rodu Acropora. Na každém korálovém keři obvykle žije pouze jeden pár ryb a ty, stejně jako amfipriony, prakticky nikdy neopouštějí své domovy. Pohlaví gobiodonů lze určit „podle oka“, tzn. bez zabíjení ryby na pitvu, podle tvaru genitální papily.

Zoolog Philip Munday vylovil gobie z mnoha keřů a zjistil, že páry ryb se skutečně skládají ze samce a samice. Navíc všichni malí býci byli samice a mezi velkými byli zástupci obou pohlaví. To dalo důvod k závěru, že tyto ryby se vyznačují fakultativní (nepovinnou) protogynií, tzn. Narodí se jako ženy a pak mohou změnit pohlaví. Ale v závislosti na okolnostech to nemusí změnit. Jaké jsou tyto okolnosti?

Munday označil ulovené ryby drobnými (pouze 0,5 mm dlouhými) štítky zasunutými pod kůži s jednotlivými čísly, která bylo možné přečíst pouze pod mikroskopem. Poté gobie „zamíchal“ tak, že se páry nyní skládaly z jedinců stejného pohlaví, a vypustil každý pár na samostatný korálový keř, přičemž se nejprve ujistil, že na keřích nezůstali žádní další gobiodoni. O měsíc později se biolog vrátil na toto místo, nasbíral ryby z keřů a zkontroloval je, zda nemají značky.

Ukázalo se, že páry, původně tvořené samicemi, nadále žily v místě, kde byly vypuštěny. Ale jedna z ryb v každém páru se během této doby dokázala stát samcem. Většina párů tvořených samci se rozešla – jeden z býků, který si zachoval pohlaví, zůstal na místě, ale jeho partnerkou byla nyní samice, která neměla známku, tzn. plovoucí odněkud zvenčí. Druhý bývalý člen páru zmizel, zřejmě šel hledat svou ženu.

Tato situace byla obecně zcela v souladu s hypotézou o protogynii charakteristické pro tento druh. Ve dvou případech však u „samčích“ párů jedna z ryb také změnila pohlaví a proměnila se v samici. Proto je i tato cesta Historie Gobiodona není nemožné.

Ve snaze vysvětlit biologický význam objeveného jevu se Munday rozhodl použít hypotézu dříve navrženou pro amfipriony. Říká se, že pro ovdovělou nebo mladou rybu je snazší najít jiného osamělého jedince a zjistit, že ano – bohužel! – patříte ke stejnému pohlaví, raději změňte své vlastní pohlaví, než abyste pokračovali ve své nebezpečné cestě.

A také mořské okurky.

Mořská okurka pruhovaná (Bohadseihia graeffei)

Hermafroditismus je ve světě bezobratlých živočichů mnohem častějším jevem než u obratlovců. Mnoho příkladů (stejná žížala) je nám známých ze školních učebnic. Vědci však stále objevují další a další aspekty tohoto jevu. Například, jak bylo nedávno stanoveno, holothurians Polycheira rufescens – Zástupci kmene Echinodermata jsou konzistentní hermafroditi.

Obecně platí, že mořské okurky, nebo, jak se jim také říká, mořské okurky, jsou spíše nevýrazná zvířata. Navenek připomínají klobásy, párky nebo kusy přeříznutého kabelu, tiše nebo pomalu se pohybující po dně mnoha moří a oceánů. Potravu získávají jednoduchým způsobem: někteří chytají jedlé částice dlouhými rozvětvenými chapadly a posílají je do tlamy, jiní sbírají potravu (mikroskopické řasy) ze země pomocí krátkých chapadel, další si procházejí půdou jako žížaly, opět využívají jedlé částice.

Reprodukce v holothurianech je stejně jednoduchá. Jedinci, kteří jsou samci, uvolňují spermie do vody a samice vajíčka. Žádné problémy, žádná péče o potomstvo. Ale tady Polycheira rufescens (doslova – „mnohoruké načervenalé“) diverzifikují tento proces a mění své pohlaví několikrát za život.

mořská okurka (<i>Thelenota ananas</i>)

Tato nahnědlá nebo načervenalá stvoření, jejichž délka se pohybuje od 6 do 12 cm, nejsou, stejně jako všichni jejich příbuzní, nijak zvlášť krásní. Až na to, že jejich chapadla jsou trochu neobvyklá – vypadají jako oválné dlaně s krátkými prsty sedícími na tenkých nohách. Mnohoruční ryby žijí v tropických vodách Indického a Tichého oceánu, od jižního Japonska po severní Austrálii. Žijí v přílivové zóně. Během přílivu si získávají potravu pro sebe a při odlivu leží ve skupinách na písčité a kamenité půdě, těsně schoulené k sobě nebo na kamenech.

Hnízdní období těchto holothuriánů nastává jednou ročně, od druhé poloviny července do poloviny října, kdy teplota vody dosahuje 26–28 °C. Tření během tohoto období u nich nastává pouze čtyři noci v měsíci, dvě nebo jednu noc před každým novoluním a úplňkem. Celá mnohoruká populace se tře ve stejnou dobu (a dokonce i zvířata, která byla chována v akváriu sama).

Japonští badatelé T. Kubota a M. Tomari, otevírající mořské okurky, objevili zvláštní obrázek. Mimo období rozmnožování nelze pohlaví jedinců určit bez mikroskopu. Se začátkem období páření se přibližně čtvrtina všech mořských okurek v populaci promění v jasně definované samice a zbytek v samce. Ale mezi těmi posledními byli jak „jen samci“, tak samci s malými vyvíjejícími se vejci a samci s velkými, téměř zralými vejci! Následně se počet samic ještě snižuje a počet mužů všech „kategorií“ se zvyšuje. Ke konci období rozmnožování se objevuje stále více mořských okurek s neurčitým pohlavím – zřejmě se již zcela vytřely a vrátily se do stavu klidu.

Důkladná studie ukázala, že změna pohlaví u mnohorukých ptáků může začít kdykoli – jak u jednoduché samice, tak u samce, který je již na cestě stát se samicí a „rozhodl se“ vrátit se do role samce. opět muž. Formovaní samci se mohou zúčastnit reprodukce asi po třech týdnech – to je doba, která uplyne od začátku tvorby spermií do jejich uvolnění do vody. Na druhou stranu samičkám trvá dozrání vajíček pět týdnů, takže proces změny pohlaví v opačném směru obecně trvá déle.

Na rozdíl od tření nedochází ke změně pohlaví u různých jedinců synchronně, takže při příštím novoluní nebo úplňku se některé z mnohorukých ryb chovají jako jedinci jiného pohlaví než při posledním tření, zatímco jiné zůstávají v stejné kvality nebo jsou v procesu transformace.

Na základě materiálů z časopisů

Příroda Austrálie. 2000/2001. V. 26. č. 11

Příroda. 2000. č. 8

* Více informací o papouščích rybách viz Biologie, č. 19/2001.