О том, что у пресноводной инфузории Tetrahymena thermophila есть семь полов, учёные выяснили около пятидесяти лет назад. Мы знаем, что у полов есть генетические детерминанты: грубо говоря, у мальчиков есть Y-хромосома, у девочек её нет. Чехарда этих хромосом при образовании половых клеток и их последующем слиянии и определяет пол будущей особи. Очевидно, что семь полов T. thermophila тоже как-то определяются, однако до сих пор наследование пола у этой инфузории оставалось загадкой.
Разрешить её смогли учёные из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США). Им удалось найти пары генов, специфичные для каждого из полов инфузории. По словам Эдуардо Ориаса, который руководил исследованиями, эти гены довольно близки друг к другу и, очевидно, восходят к некоему общему гену-предку. Во время эволюции, однако, их пути разошлись, и сейчас эти пары генов стали у T. thermophila генетическими детерминантами.
У каждой тетрахимены в клетке есть два ядра: большое, или соматическое, и малое, или половое. Как легко понять, всё, что касается пола, заключено в малом ядре, это, можно сказать, что-то вроде семенника или яичника. Каждый пол может скрещиваться с другим, и во время полового процесса появляются новые большое и малое ядра, скомбинированные из генетического материала двух инфузорий. Половое ядро, как пишут исследователи в веб-журнале PLoS Biology, содержит неполные наборы двух пар генов. То есть в малом ядре есть сразу два пола, но в неактивном виде, так как их гены слегка урезаны. В большом же ядре присутствует пара целых половых генов, но только одна, подходящая лишь к одному полу.
После формирования новых ядер половые гены из большого ядра отдают генам малого ядра недостающие части. В этот момент в малом ядре какой-то пол получает преимущество, а другая пара генов, которая осталась неотремонтированной, удаляется из генома. Весь процесс авторы работы сравнивают с рулеткой с семью секторами: каждый пол случайно встречается с другим, а потом так же случайно происходит выбор из двух полов. Всё это, понятно, контролируется молекулярной машиной, которая вырезает и вставляет куски генов, но при этом ни один пол не имеет преимущества, то есть половая детерминанта формируется случайно.
Исследователи полагают, что изучение молекулярной машины, заведующей полом у тетрахимен, поможет понять, как работают механизмы генетической рекомбинации у других организмов, в том числе у человека. Что же до того, зачем инфузориям понадобилось так усложнять свою личную жизнь, то считается, что с помощью семи полов они защищены от различных перипетий в среде обитания: если вдруг из-за чего-то резко упадёт численность одного-двух полов, то на «размноженческих» возможностях это почти не скажется.
Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.