рыба которая может менять пол
Самки 500 видов рыб умеют быстро превращаться в самцов. Как и зачем они это делают?
Практически все мы убеждены в том, что пол каждого живого организма определяется в ходе развития в утробе матери, и сохраняется на всю жизнь. Однако, в природе существует около 500 видов рыб, которые при необходимости могут менять свой пол и превращаться из самок в самцов, и наоборот. Как и зачем они это делают, для ученых до сих пор оставалось загадкой, но группа исследователей из Новой Зеландии наконец-то смогла ответить на этот вопрос. Они объяснили этот процесс на примере рыб под названием таласома синеголовая, которые обитают в Карибском море.
Эти тропические рыбы живут группами, в которых насчитываются несколько самок и всего лишь один самец. Особь мужского пола выделяется среди них голубой расцветкой головы, и в основном занимается поиском пищи и защитой самок от хищников. Такой образ жизни очень опасен, поэтому самцы нередко теряются или погибают, поэтому одной из самок волей-неволей приходится самой превращаться в самца и брать своих подружек под свою защиту.
Одна из рыб, которая может менять пол, называется кабудай. Ее второе имя — губан. Самки этой рыбы удивительным образом за несколько месяцев превращаются в самцов. После этого самка, превратившись в самца, вызывает на поединок других самцов и выгоняет их со своей территории. Как же кабудай может менять пол?
После трансформации пола самка начинает нападать на самца
Зачем рыбы меняют пол?
Изменение пола происходит за рекордно короткий срок — самка обретает мужественный характер за считанные минуты, а цвет ее головы меняется за несколько часов. Ее яичники, в которых образуются женские половые клетки, яйцеклетки, превращаются в мужские яички всего за 10 дней, и начинают производить сперматозоиды.
Особи таласомы синеголовой: синий самец и желтые самки
Ученые давно не могли объяснить, каким именно образом происходит этот процесс, но теперь тайна наконец-то раскрылась. Исследователи провели эксперимент, в ходе которого самостоятельно убрали самцов из несколько групп рыб и тем самым заставили самок менять свой пол. В ходе этого процесса, ученые тщательно следили за всеми изменениями, происходящими внутри организмов рыб.
Рекомендуем почитать: Белые акулы могут выдержать многое — даже содержание тяжелых металлов в крови
Они считают, что после пропажи самца, самки начинают испытывать большой стресс, из-за которого клетки женских половых органов начинают стремительно умирать. В то же время, в их организмах начинают вырабатываться мужские клетки, из которых позже образуются мужские органы. В ходе всех этих процессов у самок, соответственно, начинает меняться внешний вид и характер.
Какие рыбы могут менять пол?
По мнению исследователей, такие же процессы происходят в организмах и других удивительных рыб, которые умеют менять свой пол. Самыми известными представителями таких видов являются рыбы-клоуны, но в их группах смена пола происходит с точностью наоборот. Дело в том, что большинство из них рождаются самцами, и главными рыбами в группе являются крупными самки. Когда главная самка умирает, один из самцов меняет свой пол на женский.
После публикации результатов исследования, появились ученые, которые с ними не согласны. Например, профессор Мэтью Гробер из Государственного университета штата Джорджия задался вопросом — почему рыбы не меняют пол, когда испытывают ежедневный стресс? По его мнению, ученые из Новой Зеландии явно что-то упустили, и процесс смены пола запускается еще и по какой-то другой, неизвестной на данный момент причине.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих материалов нашего сайта!
Новости, статьи и анонсы публикаций
Свободное общение и обсуждение материалов
Если кто-то спросит вас, сколько костей в человеческом теле, пожалуйста, не говорите сходу «206», ведь когда мы появляемся на свет, количество костей в нашем крохотном теле достигает 300, а с возрастом это количество уменьшается. Рассказываем, что нужно знать о костной системе сапиенсов 🏃♂
Как бы вы не любили путешествия, на нашей планете есть места, куда вас не пустят ни за какие деньги. 💸 Большинство из этих мест опасны, потому что там вы можете заразиться опасными болезнями или стать жертвой аборигенов. Но есть и места, где проводятся таинственные ритуалы.
Мяту колосистую (колосовую) называют также кудрявой или садовой. Человечество любит ее за превосходный, не слишком резкий аромат. Она является одной из самых…
Какие рыбы меняют пол в течение жизни
Рыба, меняющая пол, приспособлена к выживанию в условиях, когда встретить партнера затруднительно. Детеныши, рожденные такой особью, полностью идентичны с ней по генетическому коду, поскольку рыба оплодотворяет себя самостоятельно, без использования посторонних генетических материалов.
Причины смены пола у рыб в природе
Подводные обитатели меняют пол по ряду причин:
Как происходит смена пола
Ученые наблюдали данный процесс на примере группы самок, от которых отселили всех самцов. Для отслеживания процессов использовались РНК-секвенирование, эпигенетический анализ.
Из-за воздействия неблагоприятных внешних факторов (утраты возможности к размножению) рыбка начинает испытывать стресс. В организм начинают выделяться гормоны, разрушающие половую систему.
Одновременно начинают вырабатываться вещества, под влиянием которых образуются мужские половые органы. Одновременно изменяются внешний вид, поведение.
Гонада, половая железа особи, в процессе смены пола полностью перестраивается. Сначала отключаются гены, ответственные за выработку женских половых гормонов. Лишь после этого активизируются системы, вырабатывающие андрогены.
Какие виды рыб могут менять пол
Кроме клоунов и попугаев, способностью к перемене половой принадлежности обладают чистильщики-губаны (кобудай). Они проживают небольшими группами из главной пары и окружающих ее молодых особей. Если погибает главный самец, партнерша занимает его место.
Превратиться в представителя другого пола способны также сибасы, ангелы-пигмеи, гуппи, некоторые разновидности акул, представители семейства аравановых. Ученые обнаружили подобную способность примерно у 350-500 видов.
Интересные факты
Таласомы синеголовые, обитающие на территории Карибского моря, живут группами. Головы самцов данного вида синего цвета. Из-за этого они выделяются на фоне самок, проживающих с ними.
Обязанностью самца становятся поиск пищи, защита женских особей. Такой образ жизни опасен, поэтому нередко рыбка погибает либо теряется.
За несколько минут главная самка начинает выглядеть как самец, окрашивает половину своего тела в голубой цвет, берет на себя обязанности погибшего. Яичники превращаются в яички в течение 10 суток.
Рыба дорадо не аквариумная рыба но она тоже меняет пол в течении жизни. Дорадо Это протандрический гермафродит. До 1-2х лет рыба является мужской особью а после может метать икру.
Да меняют и даже могут полностью прекратить размножение если в аквариуме большая плотность воды.
Пецилий и гуппи, меченосцы, рыбка клоун и попугай, губан (кобудай).
Таласома синеголовая (Thalassoma bifasciatum)меняет пол через 4 года.
6 животных, которые меняют свой пол
В природе случаются ситуации, когда выгодно сменить пол. Мы расскажем про самые интересные случаи.
Животный мир столь удивителен и многообразен, что, как бы ни была богата наша фантазия, она всегда будет меркнуть перед действительностью. Поэтому вряд ли может показаться странным существование животных, которые меняют свой пол. Одни делают это понарошку, становясь лишь внешнее похожими на представителей противоположного пола. Другие подходят к вопросу серьезно и по-настоящему превращаются из самца в самку или наоборот. Таких животных в научном мире называют последовательными гермафродитами.
Каракатицы
Эти удивительные моллюски известны человеку с давних времен. Более того, без их скромной помощи было бы невозможно развитие искусства и науки, ведь долгое время люди писали чернилами каракатиц. Художникам и фотографам известна сепия — краска коричневого цвета, которую в прошлом также добывали из секрета чернильной железы каракатицы. Свое название она получила от латинского имени моллюска — Sepia.
Каракатицы славятся своей уникальной способностью маскироваться, практически мгновенно меняя окраску. Интересно, что самцы каракатиц используют эту способность в борьбе за самку. В процессе ухаживания самец окрашивает половину своего тела в цвет находящейся рядом самки, тогда как другая половина остается в мужском костюмчике. При этом свое истинное обличье он демонстрирует избраннице, тогда как потенциальный соперник видит перед собой «самку». Благодаря этому у хитреца существенно повышаются шансы на счастливый брачный союз.
Подвязочные змеи
Эти родственники наших обыкновенных ужей обитают в Северной Америке, от Канады до Мексики. У подвязочных змей время любви наступает сразу после окончания зимней спячки. Едва очнувшиеся после глубокого сна самцы ищут самок, образуя вокруг них «брачные клубки». При этом некоторые самцы подвязочных змей начинают имитировать запах самок.
Зачем они это делают, долгое время оставалось загадкой. Первоначально предполагалось, что ароматная вуаль дает самцам некие преимущества в борьбе за внимание прекрасного пола. И лишь недавно ученые установили, что в таком поведении нет ничего романтического. После спячки змеям требуется время, чтобы отогреться и прийти в себя. В это время они медлительны, вялы и представляют легкую добычу для хищников. Поэтому замерзшие самцы притворяются самками, чтобы получить защиту и тепло в виде клубка из охваченных страстью собратьев.
Хотя внешне гиена очень похожа на представителей семейства волчьих, на самом деле она гораздо ближе к кошкам. За гиенами издавна закрепилась слава «плохих парней». Еще древние греки приписывали им склонность раскапывать могилы в поисках пищи, способность гипнотизировать взглядом и менять свой пол. Из всего этого некоторое зерно правды имеется в пунктах про любовь к падали и, как ни странно, способность менять пол.
У гиен царит матриархат: главенствующую роль в стае играют самки, которые крупнее и агрессивнее самцов. Уровень тестостерона в крови у них настолько высок, что это отразилось на внешнем виде гениталий: половые губы срослись, образовав подобие мошонки, а клитор по размерам сопоставим с пенисом самца. Сходство с мужскими половыми органами настолько велико, что отличить самца от самки бывает не так уж просто. Кстати, именно из-за этого возник миф о гомосексуальности гиен.
Смысл этого эксперимента природы до сих пор не ясен, поскольку из-за необычного строения гениталий процесс деторождения у гиен сопряжен с большими трудностями и очень часто приводит к гибели как матерей, так и малышей.
Смена пола не затронула мозг голубоголового губана
Самец голубоголового губана (слева, более крупный, с полосами) и его самки (желтые)
Биологи из Новой Зеландии выяснили, что у самок голубоголового губана при превращении в самцов кардинально меняется активность генов в половых железах, но не в головном мозге. В статье в Science Advances приводится максимально подробное на данный момент описание процессов, сопровождающих смену пола у рыб.
В отличие от млекопитающих, многие рыбы способны менять пол после рождения. Как правило, причиной служит изменение внешних условий, например, соотношения самок и самцов. Наиболее изучен в этом плане голубоголовый губан (Thalassoma bifasciatum), обитатель коралловых рифов Карибского моря и Мексиканского залива. Эти рыбы живут группами, которые состоят из одного доминантного самца (его голова синяя) и нескольких десятков самок (они желтые). Есть еще недоминантные самцы, по внешнему виду и поведению они мало отличаются от самок, но имеют семенники.
Когда доминантный самец по каким-то причинам покидает группу, другая рыба занимает его место. Если это самка, то за две-три недели она меняет окраску и становится крупнее, ее яичники перестают работать, вместо них развиваются семенники и начинают производить полноценные сперматозоиды. Меняется и поведение: бывшая самка из пассивной становится агрессивной, начинает отгонять других самцов и ухаживать за самками.
Как организм голубоголового губана осуществляет все эти превращения, было не вполне известно. Экспрессия (интенсивность работы) ряда генов при смене пола должна меняться, так как новые для данного тела биохимические процессы требуют новых ферментов, а ферменты — это белки, и они кодируются генами. Исследования других видов костистых рыб показали, что различия в активности генов у самок и самцов проявляются в основном в половых железах и в меньшей степени в мозге.
Это учли в своей работе исследователи из Университета Отаго (Новая Зеландия) во главе с Эрикой Тодд (Erica V. Todd). В 2012 и 2014 году они отлавливали и метили целые группы губанов у берегов Флориды. Рыбам определяли пол по длине генитальных сосочков и по гаметам, которые выбрасывали особи при надавливании им на брюшко. После этого недоминантных самцов отселяли на дальние рифы, чтобы эти рыбы не конкурировали с самками за возможность стать новыми доминантными самцами, а через два дня убирали и доминантных самцов. Это стимулировало смену пола у некоторых самок.
Затем биологи ежедневно на протяжении примерно месяца наблюдали за губанами в группах, которые остались без доминантных самцов, и отмечали изменения поведения животных. 27 самок выловили на разных стадиях превращения в самцов, провели гистологический анализ их половых желез и оценили в головном мозге и гонадах экспрессию генов, которые отвечают за синтез половых гормонов и нейропептидов. В качестве контроля выступили шесть самок, которые не продемонстрировали признаков смены пола. Параметры 27 меняющих пол самок сравнили с данными по восьми доминантным самцам, пойманным у других рифов.
Активность генов в головном мозге рыб, которые поменяли пол, почти не отличалась от таковой у обычных самок. Росла только экспрессия гена изотоцина — одного из нейропептидов, гомолога окситоцина млекопитающих. У рыб действие изотоцина связывают с повышенной территориальностью и агрессивностью. При этом интенсивность выработки других близких изотоцину молекул не менялась. Однако в гонадах происходили серьезные изменения. В яичниках подавлялась экспрессия гена ароматазы — фермента, который отвечает за выработку женских половых гормонов, эстрогенов. Протоки яичников закрывались, а в заново образованной ткани семенников усиливалась экспрессия генов amh, cyp11c1 и hsd11b2. Кодируемые ими белки участвуют в синтезе мужских половых гормонов — андрогенов.
Изменения в организме самки голубоголового губана, которые приводят к смене пола и делают ее доминантным самцом
Секреты рыбы, меняющей пол
Мы привыкли к тому, что пол животного определяется ещё до его рождения и не меняется. Это ошибочное представление. Всё значительно сложнее, и тому пример австралийские ящерицы, меняющие пол при повышении температуры окружающей среды. На такие фокусы способны и рыбы — около 500 видов рыб меняют пол, причём у них, в отличие от ящериц, это происходит во взрослом возрасте, и часто в ответ на экологические сигналы. Как именно эти животные меняют пол, до сих пор оставалось загадкой.
Разобраться в непростой половой жизни рыб взялся международный научный коллектив во главе с новозеландскими учёными. В исследованиях приняла участие профессор Дженни Грейвс (Jennifer A. Marshall Graves), генетик Университета Ла Троба (La Trobe University, Австралия).
Результаты исследований опубликованы 10 июля в журнале Science Advances.
«Я следила за синеголовым губаном (речь идёт о талассоме синеголовой — лат. Thalassoma bifasciatum) в течение многих лет, потому что изменение пола происходит у него быстро и вызывается визуальным сигналом», — рассказывает профессор Грейвс.
На видео: доминирующий самец патрулирует территорию.
«Как пол может так эффектно измениться, оставалось загадкой на протяжении десятилетий. Гены не изменяются, значит, это сигналы, которые их выключают и включают».
Талассома синеголовая живёт группами, место её обитания — коралловые рифы Карибского моря. В группе есть доминирующий самец — он отличается голубой головой, под его защитой находится «гарем» жёлтых самок. Если самец пропадает, самая крупная самка становится самцом — и на это ей нужно всего десять дней. Она меняет своё поведение за считанные минуты, цвет головы — за часы. Её яичник трансформируется — через 10 дней бывшая самка уже производит сперму.
Используя новейшие методы генетических исследований — высокопроизводительное РНК-секвенирование и эпигенетический анализ — исследователи обнаружили, когда и как конкретные гены выключаются и включаются в мозге и гонаде в процессе изменения пола.
Данная работа важна для понимания того, как гены работают гены животных (включая людей) и как окружающая среда может влиять на генетические процессы.
«Мы обнаружили, что изменение пола связано с полной генетической перестройкой гонады», — говорит соавтор исследования, доктор Эрика Тодд (Erica Todd) из Университета Отаго (University of Otago, Новая Зеландия).
«Сначала отключаются гены, необходимые для поддержания работы яичника, после чего включается новая схема работы генов, нужная для развития и работы семенника».
На видео: самка становится самцом. Самка, у которой включился механизм изменения пола (отличается более тёмной окраской) начинает доминировать и ухаживать за самками (жёлтая окраска).
Ещё один принявший участие в исследовании представитель университета Отаго, Оскар Ортега-Рекальде (Oscar Ortega-Recalde), отмечает, что удивительная трансформация оказывается возможной благодаря изменениям в клеточной «памяти».
«Химические маркеры на ДНК контролируют экспрессию генов и помогают клеткам запомнить их специфическую функцию в организме. Наше исследование важно, потому что оно показывает, что изменение пола включает глубокие изменения в этих химических знаках», — говорит Ортега-Рекальде.
Профессор Дженни Грейвс сообщила, что проект связан с исследованиями изменения пола австралийских ящериц, над которыми она работает в сотрудничестве с исследователями из университета Канберры.
«У ящериц изменение пола запускается температурой, которая отключает гены на мужских половых хромосомах и зародыши развиваются как самки», — напомнила Грейвс.
«И у ящериц, и у рыб смена пола связана с одними и теми же генами, поэтому я думаю, что мы имеем дело с древней системой экологического контроля активности генов».