Kod ljudi se odgovor na pitanje hoće li se roditi dječak ili djevojčica krije u hromozomima. U životinjskom svijetu priroda je, međutim, smislila i sasvim drugačija pravila.
Kod brojnih kornjača, aligatora i nekih drugih gmizavaca nekoliko stepeni razlike tokom razvoja u jajetu može da odluči hoće li se izleći mužjak ili ženka. Kod ovih životinja odgovor, slikovito rečeno, daje termometar.
Nauka ovaj fenomen naziva temperaturno zavisno određivanje pola, odnosno TSD (temperature-dependent sex determination). Za razliku od sisara, kod kojih se pol određuje prilikom oplodnje, kod brojnih gmizavaca temperatura tokom određenog perioda razvoja embriona usmjerava razvoj polnih žlijezda.
Ako je hladnije mužjaci, ako je toplije ženke
Kod mnogih kornjača pravilo je prilično jednostavno: niže temperature inkubacije pogoduju razvoju mužjaka, više temperature razvoju ženki, dok se pri temperaturama između njih mogu razviti oba pola.
Američka Nacionalna uprava za okeane i atmosferu (NOAA) navodi da kod morskih kornjača temperature inkubacije ispod približno 27,7 stepeni Celzijusa uglavnom daju mužjake, dok temperature iznad 31 stepena daju ženke. Između tih vrijednosti mogu se razviti i mužjaci i ženke.
Ipak, ove brojke nisu univerzalni "recept". Kritične temperature razlikuju se među vrstama i populacijama, a presudna nije temperatura vazduha koju vidimo na vremenskoj prognozi, nego ona kojoj su jaja zaista izložena u gnijezdu.
Zato dvije ženke mogu položiti jaja istog dana, ali ako jedna izabere toplije i osunčanije mjesto, a druga hladnije i sjenovitije, uslovi u njihovim gnijezdima neće biti isti.
A razlika od samo nekoliko stepeni može napraviti ogromnu razliku.
Kod aligatora pravilo se okreće dva puta
Kornjače nisu jedine životinje kod kojih temperatura ima riječ u određivanju pola potomstva. Ovaj fenomen poznat je i kod krokodila i aligatora, tuatara, drevnih novozelandskih gmizavaca, pojedinih guštera, pa čak i nekih riba.
Ali priroda nije napravila isto pravilo za sve.
Američki aligator odličan je primjer. Kod njega ženke nastaju pri nižim temperaturama, mužjaci preovlađuju u uskom srednjem temperaturnom rasponu, oko 32 do 33 stepena, dok veoma visoke temperature ponovo mogu da daju ženke.
U laboratorijskim istraživanjima inkubacija na 33 stepena davala je čak 100 odsto mužjaka, dok je na 34,5 stepeni gotovo cjelokupno potomstvo bilo ženskog pola.
Dakle, kod aligatora nije dovoljno reći "toplije znači ženke". Hladnije može da znači ženke, određena srednja temperatura mužjake, a još veća toplota ponovo ženke.
Kod tuatara pravilo je drugačije. Ovi neobični gmizavci sa Novog Zelanda izgledom podsjećaju na guštere, ali pripadaju drevnoj evolutivnoj liniji čiji su jedini preživjeli predstavnici. Kod njih niže temperature daju više ženki, a više temperature više mužjaka.
Gušter kod kojeg toplota može da nadjača hromozome
Priča postaje još neobičnija kod australijske bradate agame (Pogona vitticeps).
Ovaj gušter ima polne hromozome. Genetske ženke imaju kombinaciju ZW, a mužjaci ZZ, pa bi se moglo očekivati da je već prilikom oplodnje sve riješeno.
Ali nije.
Pri veoma visokim temperaturama inkubacije jedinka koja je prema svojim hromozomima mužjak može da se razvije u ženku. Drugim riječima, toplota može da nadjača genetsku informaciju o polu.
I tu iznenađenjima nije kraj.
Takve ZZ jedinke nisu samo po izgledu ženke. One mogu biti potpuno funkcionalne i plodne ženke.
Australijska bradata agama zato je jedan od najupečatljivijih primjera koliko odnos između gena, temperature i pola u prirodi može biti složen.
Čak 99,8 odsto ženki
Ono što zvuči kao fascinantna biološka zanimljivost ima i mnogo ozbiljniju stranu.
Ako toplije gnijezdo kod morskih kornjača znači više ženki, postavlja se očigledno pitanje: šta se događa kada pijesak na plažama na kojima polažu jaja postaje sve topliji?
Odgovor je već pronađen u prirodi, a brojke su zapanjujuće.
Istraživanje zelenih morskih kornjača (Chelonia mydas) sa sjevera Velikog koralnog grebena u Australiji pokazalo je da su ženke činile čak 99,1 odsto mladih i 99,8 odsto nešto starijih, još nedoraslih jedinki porijeklom s toplijih sjevernih gnijezdišta.
Za poređenje, među kornjačama koje potiču iz hladnijeg, južnog dijela Velikog koralnog grebena udio ženki bio je između približno 65 i 69 odsto.
Naučnici su zaključili da su toplija sjeverna gnijezdišta više od dvije decenije proizvodila izrazito veliki broj ženki.
Šta ako "dječaka" bude sve manje?
Na prvi pogled, mnogo ženki možda i ne djeluje kao veliki problem. Međutim, ako mužjaci postanu veoma rijetki, posljedice mogu da se odraze na razmnožavanje i genetsku raznovrsnost populacije.
A postoji još jedna granica.
Ako gnijezdo postane previše toplo, više nije riječ samo o tome hoće li se izleći mužjak ili ženka. Ekstremne temperature mogu smanjiti uspješnost izlijeganja i povećati smrtnost embriona.
Zbog toga naučnici pokušavaju da utvrde koliko brzo životinje mogu da se prilagode klimatskim promjenama i mogu li promjenom vremena i mjesta polaganja jaja ublažiti njihove posljedice.
Majka ipak ne prepušta baš sve slučaju
Ženka kornjače nakon polaganja jaja neće sjediti na gnijezdu i regulisati njegovu temperaturu kao ptica. Iskopa rupu, položi jaja, zatrpa ih i odlazi.
Ipak, mjesto koje izabere nije nevažan detalj.
Sunce ili hladovina, vrsta podloge, dubina gnijezda, vlažnost, doba godine i vremenske prilike utiču na temperaturu kojoj će jaja biti izložena. Izbor mjesta i vremena polaganja zato može uticati i na uslove u kojima će se potomstvo razvijati.
Naizgled obična gomilica zemlje ili pijeska tako krije mnogo složeniju priču.
Dok iznad nje prolaze vreli ljetni dani i svježije noći, samo nekoliko stepeni može usmjeriti razvoj nove generacije.
A kada se poslije nekoliko mjeseci zemlja pomjeri i iz nje provire male kornjače, odgovor na pitanje koliko među njima ima mužjaka, a koliko ženki, možda je određen još dok su njihova jaja ležala ugrijana suncem.