Ivararány szabályozás a génekben kódolva

A hím és nőstény egyedek aránya a populációk egyik legalapvetőbb tulajdonsága. Ahogyan az emberi társadalmakban a párszerzésre fordított erőforrások mértéke, a válások és a nemi erőszak gyakorisága függ a férfiak és nők arányától, hasonlóképpen az állatok szociális viselkedésében is kulcsszerepe van a felnőttkori ivararánynak.

A zöld gyík (Lacerta viridis) ZW típusú, a gyepi béka (Rana temporaria) XY típusú ivari kromoszómákkal rendelkezik (Fotó: Liker András, illetve Tóth Zsófia)

„Akár közeli rokonságban álló fajok között is jelentősen különbözhet a jellemző ivararány, azonban ennek okai máig sem tisztázottak” – fogalmazott Bókony Veronika, a kutatás résztvevője, az MTAAgrártudományi Kutatóközpont Növényvédelmi Intézet tudományos főmunkatársa, az MTA Lendület Evolúciós Ökológiai Kutatócsoporttagja. A projekt elindítói – Székely Tamás, a University of Bathprofesszora és Liker András, az MTA doktora, a Pannon Egyetemegyetemi tanára – korábbi közös vizsgálataik alapján vetették fel, hogy az egyik lehetséges magyarázat a nemek közötti genetikai különbségekben rejlik. Gerinces állatoknál az egyedek nemét többnyire az ivari kromoszómák határozzák meg: például a legtöbb emlős és számos kétéltű- és hüllőfaj esetében a nőstényeknek két egyforma (XX), a hímeknek két különböző (XY) ivari kromoszómájuk van. Más fajok, például a madarak és a kígyók esetében a helyzet fordított: a hím egyedek két egyforma (ZZ), a nőstények pedig két eltérő (ZW) ivari kromoszómával rendelkeznek.

A kutatás keretében, amelynek jelentős részét Pipoly Ivett, a Pannon Egyetem Kémiai és Környezettudományi Doktori Iskolájának PhD-hallgatója végezte, 344 emlős-, madár-, hüllő- és kétéltűfaj ivararányáról és ivari kromoszómáik típusáról gyűjtöttek adatokat, majd ezeket olyan összehasonlító módszerekkel elemezték, amelyek figyelembe veszik a fajok közötti rokonsági kapcsolatokat is. Az átfogó vizsgálat kimutatta, hogy az XY típusú ivari kromoszómákkal rendelkező fajok természetes populációiban a felnőtt hímek jóval kisebb arányban fordulnak elő (átlagosan 43%-ban), mint a ZW típusú fajok esetében (átlagosan 55%-ban).

Többféle genetikai mechanizmus is felelőssé tehető ezért a különbségért. Az egyik lehetőség, hogy az ivari kromoszómákon megjelenő káros recesszív mutációkkal szemben a két eltérő ivari kromoszómával rendelkező egyedek, tehát például a hím emlősök és a nőstény madarak védtelenebbek, mivel náluk az X, illetve a Z kromoszómák génjei csak egy példányban vannak jelen, így a káros mutációk hatását nem kompenzálhatja a másik kromoszómán jelen lévő, megfelelően működő génváltozat. Az ilyen mutációk csökkenthetik az XY hímek és ZW nőstények túlélési esélyét, végső soron pedig a populációkban megfigyelhető arányukat. UgyanakkorMark Kirkpatrick, a University of Texas professzora szerint - aki a kutatás keretében a jelenség genetikai modellezését végezte - több más hipotézis is elképzelhető, amelyek tesztelése további izgalmas vizsgálatokra ad lehetőséget. „Az ivararányra vonatkozó eredmények azonban mindenképpen hozzájárulnak az állatok szaporodási rendszereit és demográfiai viszonyait alakító tényezők megértéséhez‟ – magyarázta Bókony Veronika.

Ismertetése szerint a magyar kutatók ezért több szálon is folytatják a téma felderítését: a Debreceni Egyetem, a Pannon Egyetem és aUniversity of Sheffield együttműködésében induló projekt keretében a gerinces állatfajok még szélesebb skáláján tanulmányozzák az ivararányt befolyásoló tényezőket, az MTA Lendület Evolúciós Ökológiai Kutatócsoport pedig békafajokon végzett kísérletekkel vizsgálja azokat a környezeti hatásokat, amelyek a fejlődő egyedek nemét meghatározzák.

A Nature-ben megjelent cikk ide kattintva olvasható.