Evoluce a mechanismy prostředím určeného pohlaví plazů

Abstract

Environmentálně určené pohlaví (environmental sex determination; ESD) bylo objeveno před téměř 60 lety a přesto jsou naše znalosti o tomto mechanismu a jeho evoluci pouze zlomkovité. U ESD neexistuje stabilní genetický rozdíl mezi samci a samicemi a pohlaví jedince je určeno pouze stimulem z prostředí. Oproti tomu rozšířenejší genotypového určení pohlaví (genotypic sex determination; GSD) spoléhá na genetický factor, který je zodpovědný za výjoj samce či samice. V posledních letech byl výzkum určení pohlaví značně posunut díky dostupnosti moderních molekulárních metod. Došlo k identifikaci pohlavních chromozomů a tedy GSD u mnohých linií, což vedlo k rapidnímu úbytku druhů, u kterých se dříve předpokládalo ESD. Ukázalo se, že ESD je u amniotů mnohem méně časté, než se předpokládalo. Rozvoj molekulárních metod take umožnil výzkum transkriptomu v klíčové fázi určení pohlaví během embryonálního vývoje. Studie tak identifikovaly mnoho potenciálních hráčů, mezi nimi epigenetické modifikátory (jako demetyláza kdm6b), nebo roli vápenatých iontů, zejména u modelového druhu želvy Trachemys scripta. Identifikované mechanismy vedly k navržení modedu, který kombinuje signalizaci vápenatými ionty a oxidativní stres, skrze teplotně závislé kanály. Nicméně, byly a jsou zkoumány i další potenciální faktory jako...

Even though environmental sex determination (ESD) was described almost 60 years ago, our understanding of its mechanisms and evolution remains fragmentary. In ESD, there is no consistent genetic difference between males and females; instead, the sex of an individual depends on environmental stimuli. This contrasts with genotypic sex determination (GSD), where specific genetic factors determine sex. Recent advances in molecular tools have significantly impacted sex determination research. First, the identification of sex chromosomes has revealed GSD in many amniote lineages, leading to the reclassification of many species previously thought to exhibit ESD. This indicates that the prevalence of ESD among reptiles was previously overestimated. Second, molecular tools have enabled transcriptomic studies of ESD during the key phases of their embryonic development. They identified potential players, including epigenetic modifiers (like demethylase kdm6b) and calcium signalling, particularly in the turtle model species Trachemys scripta. These findings led to the proposal of an overarching model that combines calcium signalling and oxidative stress, highlighting the role of temperature-sensitive ion channels. Additionally, other mechanisms, such as stress and related hormones and the impact of germ cell...