Kai kurios žuvys savo gyvenimą pradeda kaip vienos lyties, o vėliau – visiškai natūraliai ir neišvengiamai – tampa kitos. Šis reiškinys ilgai glumino biologus: kodėl gamta pasirinko tokį neįprastą kelią? Naujas mokslininkų tyrimas pagaliau pateikia įtikinamą atsakymą.
Analizavę net 68 skirtingas doradų ir jūrinių ešerių rūšis, mokslininkai išsiaiškino, kaip išsivystė ši nepaprasta geba ir kodėl kai kurioms žuvims tam reikalinga didžiulė spermatozoidų atsarga. Tyrėjai taip pat išnagrinėjo, kiek patinų kūno masės skiriama jų reprodukciniams organams – šis rodiklis atskleidė, kaip intensyviai žuvys tarpusavyje konkuruoja apvaisinant pateles.
Rezultatai atskleidė ne tik tai, kaip keičiasi žuvų lytis, bet ir kodėl ši strategija kartais… išnyksta.
Kodėl jūriniai ešeriai apskritai keičia lytį?
Tyrimo autore – biologė Susanna Pla iš Ispanijos nacionalinės mokslinių tyrimų tarybos. Ji aiškina, kad jūriniai ešeriai (Sparidae šeima) yra puikus modelis suprasti, kaip lytį reguliuoja tiek genetiniai, tiek aplinkos veiksniai.
Dauguma šios šeimos rūšių naudoja vadinamąjį nuoseklųjį hermafroditizmą – tai reiškia, kad žuvis gyvenimo eigoje vieną kartą pakeičia lytį ir niekada nebegrįžta atgal.
Dažniausiai tai vyksta tada, kai žuvis pasiekia tam tikrą dydį ar amžių:
- kai kurios iš pradžių būna patinėliai, vėliau virsta patelėmis (protandrija),
- kitos – iš pradžių patelės, o galiausiai tampa patinais (protoginija).
Yra ir rūšių, kurios visą gyvenimą išlieka tos pačios lyties – tai vadinama gonachorizmu. Šių strategijų derinys vienoje šeimoje suteikė mokslininkams unikalią galimybę išsiaiškinti, kaip evoliucija „nusprendžia“, kada naudinga lytį pakeisti, o kada – ne.
Evoliucinis atsakymas slypi dydyje ir konkurencijoje
Viena žinomiausių teorijų – dydžio ir preferencijų modelis. Jis teigia, kad žuviai naudinga keisti lytį tada, kai viena iš lyčių gauna didesnę naudą būdama didesnė.
Pavyzdžiui:
- maži patinai gali lengvai apvaisinti ikrus,
- didelės patelės išleidžia milžinišką kiekį kiaušinėlių ir yra itin vaisingos,
- arba atvirkščiai – didelis patinas turi pranašumą konkuruodamas dėl patelių.
Todėl evoliucija „pasirenka“ strategiją, kuri labiausiai padidina sėkmingo dauginimosi tikimybę.
Pla komanda analizavo žuvų giminystės medį ir nustatė, kad fiksuotos lyties rūšys gali lengvai „peršokti“ į bet kurią iš lytį keičiančių sistemų. Tačiau paaiškėjo ir dar viena intriguojanti detalė:
nuoseklus hermafroditizmas yra evoliuciškai nestabilus – daugelis rūšių vėliau vėl pereina prie fiksuotos lyties.
Didžiulės spermos atsargos: kodėl jų reikia tiek daug?
Kad išsiaiškintų, kokia kaina žuvims kainuoja skirtingos strategijos, mokslininkai naudojo gonadosomatinį indeksą – rodiklį, parodantį, kokią kūno dalį sudaro reprodukciniai organai.
Pagrindinės išvados:
- fiksuotos lyties rūšių patinai turi didelį indeksą – tai būdinga žuvims, kurios neršia grupėmis, kai keli patinai konkuruoja dėl kiaušinėlių,
- protandriją (patinai → patelės) turinčios rūšys turi didžiausią gonadosomatinį indeksą iš visų.
Kodėl taip yra?
Maži patinai turi apvaisinti milžinišką kiekį kiaušinėlių, kuriuos išleidžia daug didesnės patelės. Kad tai įveiktų, jie priversti investuoti į didžiules spermos atsargas – tai kompensuoja jų fizinį mažumą.
Ką ši informacija reiškia žuvininkystei ir ekologijai?
Tyrimo autoriai įspėja: žuvų lyties kaita nėra tik biologinis kuriozas. Tai svarbus reiškinys, turintis realių pasekmių žuvų išteklių valdymui.
Jeigu žvejybos metu pirmiausia pašalinami dideli individai, gali sutrikti natūralus lyties santykis. Pavyzdžiui:
- jei pašalinamos didelės patelės, protandriškos rūšys gali prarasti reprodukcinį potencialą,
- jei pašalinami dideli patinai, protoginiškos rūšys gali nebesugebėti užtikrinti sėkmingo poravimosi.
Tai gali iškreipti visos populiacijos struktūrą – ir net pakeisti pačią lyties keitimo sistemą.
Vis dar daug neatsakytų klausimų – bet vienas atsakymas jau aiškus
Tyrimas atskleidė, kad žuvų lytis gamtoje nėra statiška. Ji – neįtikėtinai lanksti ir greitai prisitaikanti prie aplinkos, konkurencijos ir populiacijos struktūros.
„Net lytis vandenyne yra labiau lanksti, nei manėme“, – teigia Pla.
Šie rezultatai svarbūs ne tik evoliucijos tyrėjams, bet ir žuvininkystės valdytojams, kuriems reikia suprasti, kaip išteklius veikia selektyvi žvejyba.
Tyrimas paskelbtas žurnale „Scientific Reports“. Šaltinis: https://www.nature.com/articles/s41598-020-60376-w
