Te wszystkie kolorowe pióra sprawiają, że dość łatwo odróżnić samca pawia od samicy pawi, a wiemy, że tylko samce lwów mają grzywę – cóż, w każdym razie zwykle. Ale dymorfizm płciowy to coś więcej niż tylko powierzchowność. W ramach nowych badań po raz pierwszy odkodowano szlaki genetyczne prowadzące do różnic związanych z płcią u ssaków, łącznie z fragmentami, których nie widać.

Poza oczywistymi różnicami w aparacie rozrodczym, większość dojrzałych płciowo ssaków rozwija pewne cechy, które różnią się między biologicznymi samcami i samicami. Mogą one obejmować zarówno bardziej oczywiste zmiany w ogólnej wielkości i ubarwieniu ciała, jak i bardziej subtelne różnice w wielkości i składzie narządów wewnętrznych. Zrozumienie tych różnic jest ważne, ponieważ mogą one mieć wpływ na przykład na to, jak biologiczni mężczyźni i kobiety odmiennie reagują na leki.

Ścieżka rozwoju organizmu jest zdeterminowana przez jego geny. „Jednak do tej pory w dużej mierze nie było wiadomo, czym różnią się te programy u samic i samców oraz jaki wpływ te różnice mają na funkcję i skład komórkowy narządów u dorosłych ssaków” – wyjaśniła pierwsza autorka i doktorantka Leticia Rodríguez-Montes w oświadczenie na temat nowego badania.

Wykorzystując dane dotyczące sekwencjonowania RNA pięciu gatunków ssaków (ludzi, myszy, szczurów, królików i oposów) oraz jednego ptaka (kurczaków), autorzy zbadali rozwój mózgu, móżdżku, serca, nerek i wątroby ze względu na płeć. Porównali swoje wyniki dla różnych gatunków, a także przeprowadzili dalszą analizę bioinformatyczną, aby przyjrzeć się programom ekspresji białek inicjowanym w miarę rozwoju tych narządów u różnych płci.

U wszystkich ssaków zaczął się wyłaniać pewien wzór. Moment, w którym narządy męskie i żeńskie zaczęły podążać różnymi ścieżkami rozwojowymi, nastąpił zaskakująco późno.

„Prawie wszystkie różnice w ekspresji genów ujawniają się nagle dopiero w okresie dojrzewania” – powiedział współkierownik badania, profesor dr Henrik Kaessmann z Centrum Biologii Molekularnej Uniwersytetu w Heidelbergu. „Oznacza to, że programy genetyczne odpowiedzialne za rozwój cech narządów specyficznych dla płci włączają się niemal wyłącznie na późnym etapie rozwoju narządów, za sprawą hormonów żeńskich lub męskich”.

Kontrastuje to z wynikami badań kurcząt, które wykazały, że większość genów wykazywała skłonność do płci od najwcześniejszych etapów rozwoju. U ssaków tylko niewielki podzbiór genów był w trakcie rozwoju zależny od płci, w tym kilka genów znajdujących się na chromosomach płci X i Y.

Poziom zróżnicowania związanego z płcią był różny w przypadku różnych narządów, ale odpowiedzialne za to typy komórek były takie same u wszystkich gatunków ssaków. Jeśli chodzi o to, dlaczego dymorfizm płciowy mógł w ogóle ewoluować tak szybko, autorzy spekulują, że można to wytłumaczyć odrębnymi wyzwaniami, przed jakimi stają samce i samice podczas specjacji.

„U większości badanych przez nas gatunków wątroba i nerki wykazują liczne różnice w ekspresji genów między płciami, co z kolei prowadzi do wyraźnych, specyficznych dla płci różnic w funkcjonowaniu tych narządów” – wyjaśniła współkierownik dr Margarida Cardoso-Moreira z Instytutu Instytut Francisa Cricka.

Chociaż możemy nie być w stanie ich zobaczyć na powierzchni, różnice między płciami w narządach wewnętrznych są niezbędne do zrozumienia przez lekarzy i naukowców; na przykład mogą pomóc wyjaśnić, dlaczego niektóre choroby wątroby i nerek występują częściej u mężczyzn niż u kobiet. wzywa do zajęcia się historycznym wykluczeniem kobiet z badań medycznych i wynikającym z tego brakiem zwracania uwagi na problemy zdrowotne dotykające przede wszystkim biologiczne kobiety, nasilają się w ostatnich latach; im więcej dowiadujemy się o dymorfizmie płciowym, tym wyraźniejsze staje się, że nauki biomedyczne muszą zwracać większą uwagę na płeć.

Badanie to rzuca światło na głęboko zakorzenione mechanizmy genetyczne odpowiedzialne za dymorfizm płciowy, co jest niezwykle cenne dla lepszego zrozumienia cech, które możemy zobaczyć – i tych, których nie możemy – ale które do tej pory pozostały niepełne wyjaśnione.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Science wraz z towarzyszącą mu publikacją Perspective.