Model opracowany przez badaczy RIKEN po raz pierwszy uwzględnia gatunki, które zmieniają płeć w trakcie swojego cyklu życiowego, obiecując nowe spojrzenie na geny wpływające w różny sposób na sukces reprodukcyjny samców i samic. Badanie zostało opublikowane w Proceedings of the Royal Society B: Nauki biologiczne.

Niektóre geny zwiększające sukces reprodukcyjny samic mogą być szkodliwe dla samców i odwrotnie – zjawisko to nazywa się „antagonizmem seksualnym”. Czasami takie geny można wyciszyć u osobników tej płci, dla których są szkodliwe. Jednakże wyłączenie tych genów antagonistycznych płciowo może zająć dużo czasu, w związku z czym mogą one pozostać aktywne u obu płci przez pokolenia.

„Naukowców od dawna interesuje, w jaki sposób antagonizm płciowy może utrzymywać zróżnicowanie genetyczne w populacjach i czy systematycznie preferowane są warianty faworyzujące jedną płeć” – mówi Thomas Hitchcock z Interdyscyplinarnego Nauk Teoretycznych i Matematycznych RIKEN.

Większość modeli antagonizmu seksualnego zakłada prosty cykl życia, w którym jednostki wydają na świat potomstwo, a następnie umierają. Naukowcy dodają obecnie do tych modeli większy realizm, biorąc pod uwagę takie czynniki, jak chów wsobny i nakładanie się pokoleń.

Niektóre gatunki, w tym niektóre ryby, rośliny i skorupiaki, mają zdolność zmiany płci w ciągu całego swojego cyklu życiowego. Nazywa się je hermafrodytami sekwencyjnymi, a osobniki mogą rozmnażać się zarówno jako mężczyźni, jak i kobiety w różnym wieku. Ponieważ antagonizm płciowy może być szczególnie ostry u tych gatunków, mogą one okazać się przydatne do testowania teorii doboru antagonistycznego płciowo.

„Modelowanie hermafrodytów sekwencyjnych jest interesujące, ponieważ łączą w sobie problemy związane z wiekiem i płcią” – zauważa Hitchcock.

Teraz Hitchcock i Andy Gardner z Uniwersytetu St Andrews w Wielkiej Brytanii po raz pierwszy włączyli sekwencyjne hermafrodyty do modeli antagonizmu seksualnego.

Ich model pozwala na dowolne wzorce zmiany płci, w tym gatunki zmieniające płeć z męskiej na żeńską i z żeńskiej na męską. Model uwzględnia także gatunki, które stosują naprzemiennie strategie reprodukcyjne samców i samic, np. niektóre koralowce.

Warianty genetyczne, które są korzystne w młodym wieku, mogą być preferowane w stosunku do tych, które są korzystne w starszym wieku. U hermafrodytów sekwencyjnych podobny wzorzec generowałby uprzedzenia do jednej płci, a to uprzedzenie zależałoby od kierunku zmiany płci.

„Nasz model pokazuje, jak różne systemy zmiany płci przewidują odrębne konsekwencje antagonizmu seksualnego i jak różni się to w różnych częściach genomu” – mówi Hitchcock.

Para odkryła, że ​​w przypadku gatunków, które zmieniają się z samic w samce, generalnie łatwiej jest zwiększyć częstotliwość wariantów genetycznych korzystnych dla samic w następnym pokoleniu. Odwrotna tendencja dotyczy gatunków, które zmieniają się z samca w samicę.

Konieczne są jednak dalsze badania, biorąc pod uwagę złożoność zmiany płci, wieku i wpływów zewnętrznych. „To intrygujące i chętnie współpracujemy z innymi w celu kontynuowania tych badań” – mówi Hitchcock.