У диких птиц изменение пола может быть более распространённым, чем полагали орнитологи. Новое исследование примерно 500 птиц пяти видов показало, что до шести процентов особей имели физические признаки одного биологического пола, но генетический состав другого. В одном случае генетически самец кукабарры имел расширенный яйцевод. Единственный возможный вывод учёных? Самец недавно отложил яйцо.
«Это указывает на то, что определение пола у диких птиц более вариативно, чем мы думали, и может сохраняться во взрослом возрасте», — сказал Доминик Потвин, поведенческий эколог, орнитолог и эволюционный биолог из Университета Солнечного Берега в Квинсленде, Австралия. Потвин также является соавтором исследования, опубликованного 13 августа в журнале Biology Letters.
Не всё так однозначно
Изменение пола хорошо известно у рыб, амфибий и рептилий. Однако у диких птиц и млекопитающих это явление документировано редко. У человека те, кто рождается с двумя Х-хромосомами, обычно развиваются как женщины. Те, у кого есть Х- и Y-хромосомы, обычно являются мужчинами. Однако именно гены, расположенные на этих хромосомах (а не сами хромосомы), играют главную роль в определении биологического пола. Например, ген SRY на Y-хромосоме обычно запускает развитие по мужскому типу у млекопитающих.
Важно и то, как эти гены экспрессируются в каждой клетке. Клетки у цыплят, рыбок данио и плодовых мушек имеют свою половую идентичность. Она основана на генах, которые клетки содержат или экспрессируют, а не на уровне гормонов в целом. Если разные клетки имеют разные наборы хромосом, это может привести к появлению животных, которые считаются гинандроморфами и демонстрируют как мужские, так и женские характеристики.
У человека термин «интерсекс» описывает тело, которое выходит за рамки строгой бинарной системы мужского и женского пола. Обычно это тот, кто рождается с биологическими характеристиками пола, которые не являются типично мужскими или женскими, или которые развиваются естественным образом в период полового созревания. Человек, который является интерсекс, рождается с половыми хромосомами, внешними гениталиями или внутренней репродуктивной системой, которые не считаются типичными для женщины или мужчины. По оценкам Американского интерсекс-общества, от 1 из 1500 до 1 из 2000 рождений считаются интерсекс, но эту статистику сложно рассчитать.
ДНК не всегда рассказывает полную историю
В исследовании рассматривались пять видов: австралийская сорокопутовая птица (Gymnorhina tibicen), смеющаяся кукабарра (Dacelo novaeguineae), хохлатый голубь (Ocyphaps lophotes), радужный лорикет (Trichoglossus moluccanus) и чешуйчатогрудый лорикет (Trichoglossus chlorolepidotus). Птицы ранее лечились от травм или болезней в больницах для диких животных на юго-востоке Квинсленда, и все были обследованы после смерти. Команда определила их репродуктивные органы, а затем проверила ДНК, чтобы определить их генетический пол.
Птицы с обратным полом были классифицированы тремя способами: генетические самцы, имеющие полный фемининный фенотип (то есть все наблюдаемые характеристики организма), генетические самки с полным маскулинным фенотипом и птицы, демонстрирующие сочетание характеристик как тестикулярных, так и овариальных.
«Одним из ключевых выводов было то, что 92% птиц с обратным полом были генетически самками, но имели мужские репродуктивные органы, — сказал Потвин. — Мы также обнаружили генетически самца кукабарры, который был репродуктивно активен с большими фолликулами и расширенным яйцеводом, что указывает на недавнее производство яиц».
Два генетически самки хохлатых голубя имели как тестикулярные, так и овариальные репродуктивные структуры.
Присутствие особей с обратным полом в популяции может повлиять на репродуктивный успех птиц. Один неудачный сезон спаривания может стать серьёзной проблемой для исчезающих видов, таких как императорские пингвины в Антарктиде.
«Это может привести к искажению соотношения полов, сокращению размеров популяции, изменению предпочтений партнёров и даже к сокращению популяции», — добавил соавтор исследования, биолог и орнитолог Кланси Холл.
Птицы с неоднозначным полом также бросают вызов традиционным методам определения пола птиц. К ним относятся генетические маркеры, оперение (например, у самцов павлинов более пышное оперение для привлечения партнёра) или поведение.
«Возможность однозначно определить пол и репродуктивный статус особей имеет решающее значение во многих областях исследований», — сказал Холл. «Мы установили, что доказательства ДНК не всегда отражают предполагаемый пол. Исследователи птиц часто берут небольшие образцы ДНК из крови или перьев и принимают решения на основе результатов, показывающих самца или самку, но на самом деле это может быть неверным до 6% случаев».
Поиск подсказок
По словам команды, причины изменения пола у этих птиц неясны. Необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять экологические триггеры. Подобные факторы известны в природе. Температура может влиять на пол детёнышей черепах, зарытых в песок: более низкие температуры инкубации создают больше детёнышей мужского пола, а более высокие — женского.
У птиц возможно, что высокие уровни гормонов стресса или эндокринные нарушающие химические вещества в окружающей среде могут влиять на развитие пола. Более ранние исследования обнаружили эндокринные нарушающие химические вещества у насекомых, которые развиваются вблизи очистных сооружений и поедаются птицами. Другое исследование показало, что у самцов европейских скворцов, подвергшихся воздействию этих химических веществ, развиваются более длинные и сложные песни, но при этом повреждена иммунная система.
Репродуктивно активный генетически самец кукабарры в исследовании был обнаружен в зоне между городской и более сельской местностью, где могут накапливаться эндокринные нарушающие химические вещества.
Несмотря на неизвестную причину изменения пола у птиц, исследование предоставляет основу для понимания этого явления у многих птиц Австралии. Более точные данные о количестве самцов и самок и о роли, которую изменение пола играет в популяции, также должны помочь в исследованиях по сохранению видов, находящихся под наибольшим риском.
«Понимание того, как и почему происходит изменение пола, жизненно важно для сохранения и повышения точности исследований птиц», — сказал Потвин.