O kohoutkovi a slepičce

V souvislosti s nastávající „šťastnou událostí“ padne otázka „Holka, nebo kluk?“ asi v každé rodině. Člověka odedávna zajímalo, co určuje pohlaví potomků.¹⁾ Teorií vymyslel přehršel. Staří Řekové byli například přesvědčeni, že u ovcí rozhoduje o pohlaví teplota, protože každá ovečka byla podle jejich názoru jen „nedopečený“ beránek. Pokud vanul na březí ovce teplý vítr od moře a zahříval je, měly rodit beránky. Po podchlazení studenými vichry z hor měly přivádět na svět ovečky. Antická koncepce pohlaví určeného teplem se u savců nepotvrdila, moderní věda ji však odhalila u plazů.²⁾ Teplota během inkubace vejce určuje pohlaví vyvíjejících se zárodků například u želv nebo krokodýlů.

Vědci pomalu, ale jistě odhalili mechanismy určující pohlaví u širokého spektra živočichů. Jednou z posledních významných „nedobytých bašt“ zůstávali ptáci. Na otázku, které geny rozhodnou o tom, zda se z vajíčka vylíhne kohoutek nebo slepička, odpovídali vývojoví biologové jen krčením ramen.

Rozpaky vzbuzují i odhalené mechanismy určení pohlaví. Jsou tak nějak „každý pes, jiná ves“. U savců je připisována ústřední role genu SRY.³⁾ Mají na něj monopol samci a samice jej nemají. Savčího samce tedy dělá něco, co má oproti samicím navíc. U včel je samičí pohlaví dáno vlastnictvím dvou odlišných verzí genu csd.⁴⁾ Včelí trubec se vyvíjí z neoplozeného vajíčka, a tak vlastní jen jeden výtisk tohoto genu.⁵⁾ Vděčí tedy za své pohlaví tomu, že ve srovnání se samicí „něco“ postrádá. Zdravý selský rozum napovídá, že tak důležitá věc, jako je určení pohlaví, by měla být společná širšímu okruhu pozemských tvorů. Jenže žádný takový „středobod“ se dlouho nikde nerýsoval.

Nedávný objev týmu Andrewa Sinclaira z Melbournské univerzity přinesl odpověď na otázku, který gen určuje pohlaví ptáků.⁶⁾ Ten se zároveň rýsuje jako horký kandidát na pilíř regulace pohlaví u živočichů obecně.⁷⁾

Ptáci mají pohlaví určeno geneticky. Rozhodující geny bylo proto třeba hledat v části ptačí dědičné informace uložené v pohlavních chromozomech Z a W (viz rámeček). Pokud jde o chromozomy, je určení pohlaví jasné. Dvojice pohlavních chromozomů Z určuje samčí pohlaví a konstelace pohlavních chromozomů ZW zajistí vývoj samice. Při honu na geny určující pohlaví ptáků se vědcům nabízely dva směry pátrání. Je možné, že samičí chromozom W nese nějaký speciální gen určující samičí pohlaví. Nelze vyloučit ani to, že se na samčím chromozomu Z vyskytuje gen, jehož dvojitá dávka zajistí u samců s pohlavními chromozomy ZZ vznik varlat a všeho, co k tomu patří. Mnohé hrálo ve prospěch teorie o samčím genu nacházejícím se na chromozomu Z a chybějícím na chromozomu W. „Hlavním podezřelým“ se stal gen DMRT1.⁸⁾

Sinclair usvědčil gen DMRT1 z určování samčího pohlaví ptáků pokusem, při kterém vědci činnost tohoto genu ve vyvíjejícím se samčím kuřecím zárodku výrazně potlačili.⁹⁾ Navzdory dvěma chromozomům Z, z nichž každý nesl svou kopii genu DMRT1, se kohoutí buňky chovaly, jako kdyby měly pohlavní chromozomy ZW a nesly jen jeden gen DMRT1. Místo varlat se začal zárodkům vyvíjet vaječník a kohoutci se měnili v slepičky.¹⁰⁾

Gen DMRT1 je pozoruhodný tím, že se podílí na určení pohlaví u mnoha různých živočichů, člověka nevyjímaje. Chlapec, kterému chybí gen odpovídající ptačímu genu DMRT1, se mění během vývoje v těle matky na dívku.¹¹⁾ Vejcorodí savci ježury, paježury a ptakopysk postrádají samčí gen SRY, který je typický pro zbývající savce, a mají pohlaví určeno podobně jako ptáci. Snad ani nepřekvapí, že k tomu využívají služeb genu DMRT1.¹²⁾ Geny podobné genu DMRT1 promlouvají do určení samčího pohlaví u ryb,¹³⁾ obojživelníků¹⁴⁾ i plazů.¹⁵⁾ Intenzivní činnost genů podobných ptačímu genu DMRT1 se tak či onak podílí na vývoji samčího pohlaví u všech obratlovců. Zřejmě představuje jejich původní způsob určení pohlaví. Savčí systém založený na účinku jednoho samčího genu SRY je evoluční novinkou, s kterou přišli teprve předci vačnatců a placentálů.

Ani tím aspirace genu DMRT1 na kormidelníka vývoje pohlaví nekončí. Geny podobné ptačímu genu DMRT1 přispívají k vývoji samců i u bezobratlých, např. u mušek octomilek (gen doublesex) nebo u hlístic Caenorhabditis elegans (gen mab-3). Podobný gen určuje pohlaví i u korálnatce větevníka druhu Acropora millepora.¹⁶⁾

Jsou tedy geny z příbuzenstva ptačího genu DMRT1 univerzálním klíčkem odemykajícím vývoj samčích pohlavních žláz? Vědci s konečným verdiktem stále váhají. Zatím nedokážou vyloučit ani možnost, že si živočichové určují pohlaví každý po svém a geny z příbuzenstva ptačího genu DMRT1 při tom využívají jen náhodou, protože se jim z nějakého důvodu hodí.