Změny klimatu mohou zamávat přírodou všude na světě. Posunou hranice podnebných pásem, dnešní nížinné druhy vytlačí do hor a donutí je změnit chování.

Mnoho dnešních druhů patrně vymře. Mezi ty nejohroženější přitom řada badatelů zahrnuje plazy s teplotně určeným pohlavím, kteří by v důsledku teplotních změn mohli začít vytvářet pouze samce, nebo samice.

Skupina čínských biologů však dospěla k závěru, že příroda si v tomto ohledu nejspíš poradí. Svůj vývoj totiž mohou do velké míry ovlivňovat i zárodky samotné.

Co určuje pohlaví?

Zdálo by se, že tak důležitá věc jako pohlaví musí být mezi živočichy "tesáno do kamene". Pravdou je ale pravý opak. Jen málo vlastností se mezi jednotlivými evolučními liniemi tak liší. Někteří živočichové, jako například savci nebo ptáci, mají pohlaví určené geneticky.

Už mezi vačnatci se ale celý systém od našeho fádního XY pro samce a XX pro samice výrazně liší a třeba takoví ptáci určují pohlaví úplně naopak. Dva různé pohlavní chromozomy u nich mají samice, zatímco dva stejné samci.

Zástupci ryb, obojživelníků a členovců určují pohlaví celou plejádou různých způsobů, které kromě výše zmíněných zahrnují i prostý počet stejných pohlavních chromozomů, hermafroditismus nebo změny pohlaví během života. Zvláště u plazů a některých bezobratlých ale nalezneme ještě podivnější způsob určení pohlaví – podle prostředí.

Krokodýli i někteří ještěři, hadi a želvy vytvářejí při určitých teplotách samce, zatímco za jiného teplotního režimu se z vajíček vyvíjejí samice | zdroj: Profimedia

Nejčastěji v těchto případech rozhoduje teplota. Krokodýli i někteří ještěři, hadi a želvy vytvářejí při určitých teplotách samce, zatímco za jiného teplotního režimu se ve vajíčku vyvíjejí samice.

Teplota samotná se přitom může lišit například podle ročního období, nebo podle toho, zda samice vajíčka umístí na volném prostranství či pod stromy.

Podobné způsoby teplotního určení pohlaví mohou být zvlášť náchylné na momentální výkyvy podmínek. Opravdu není těžké si představit, že by v důsledku náhlého výrazného oteplení mohly začít vznikat jen samice (nebo naopak samci) a druh zamířil k vymření.

Naštěstí se ale s klimatickými výkyvy druhy s teplotně určeným pohlavím umí do jisté míry vypořádat.

Podle momentálně panujících podmínek například mohou matky vajíčka zakopat mělko, nebo naopak hluboko pod zem. Rovněž mohou posunout dobu kladení vajec v rámci sezóny, nebo si vybrat, jestli hnízdo postaví ve stínu, nebo na sluníčku.

A zapomenout nesmíme ani na to, že se mezi sebou jednotliví jedinci prahovou teplotou určení pohlaví mírně liší. V delším časovém měřítku tak může zapracovat přirozený výběr a práh krok po kroku posunout. V důsledku všech těchto zásahů se může poměr pohlaví vrátit k ideálnímu poměru 1:1.

Někdy ale ani tyto zásahy nestačí. Jak však zdokumentovala skupina čínských výzkumníků, v hodině dvanácté může zasáhnout do svého vývoje i samotný zárodek. Tím, že se posune do chladnější či teplejší části vajíčka může efektivně ovlivnit, zda z něj vznikne samec nebo samice.

O této možnosti se dlouho spekulovalo, nikdo ale až doposud nepřinesl přesvědčivé důkazy o tak aktivní roli embryí v určení vlastního pohlaví. Odpůrci této myšlenky argumentovali, že se teplota v rámci vajíčka stejně moc neliší zárodky navíc zpravidla nemají ani kam se posunout. Přinejmenším u studované sladkovodní želvy Reevesovy ale tyto námitky neplatí.

Jak ukázaly experimenty s želvími snůškami, dokonce i za přirozených podmínek se teplota protilehlých konců jednoho vejce může podstatně lišit. V poledne tento rozdíl činí zhruba 1,25 °C, i jinak se ale přes den pohybuje kolem 0,8 °C. Pouze v noci má celé vajíčko prakticky stejnou teplotu.

Podobný teplotní gradient se nezdá velký. Vzhledem k tomu, že má studovaný druh práh určení pohlaví velmi úzký, však poskytuje embryím dost možností k ovlivnění vlastního osudu.

Želví zárodky se navíc v rámci vajíčka dynamicky přemísťují. Podle dalších, tentokrát už experimentálních, výsledků, v chladnějších podmínkách vyhledávají teplejší části vejce a naopak. Pokud se vyvíjejí ve výrazně chladné nebo horké části roku, tato jejich činnost nemá na vývoj větší vliv.

Želvy mohou změnu podnebí zvládnout | zdroj: Profimedia

Za nízkých teplot se vždy vyvinou samci, zatímco za vysokých samice. Pokud se ale teploty pohybují okolo prahu pro určení pohlaví, který u želvy Reevesovy činí 27,9 °C, pohyb zárodků se stává klíčovým faktorem. Právě tehdy totiž přesuny embryí ve vajíčku dokážou zajistit, že se v dané generaci ustanoví poměr pohlaví 1:1.

Pokud naopak vědci ošetřili vajíčka kapsazepinem – chemikálií, která blokuje teplotní senzory zárodku – vznikali s větší pravděpodobností jedinci pouze jednoho, nebo druhého pohlaví. Samotný chemický přípravek měl přitom pouze mizivý vliv na délku a úspěšnost vývoje, vzhled a vlastnosti želv, nebo jejich pohlaví.

Celý efekt je tedy důsledkem jeho vlivu na schopnost zárodků registrovat svou teplotu a pohybovat se ve vejci.

Želvy oteplování zvládnou

Dokážou tedy plazi (nebo přinejmenším želvy Reevesovy) uniknout nástrahám oteplování?

Co se týká určení pohlaví, odpověď je: Zřejmě ano. Jak pozorování, tak doplňkové modely ukázaly, že přirozený výběr na základě různé citlivosti k teplotě, posun doby kladení vajec, preference chladnějších prostředí a schopnost regulovat vývoj pohlaví pohybem ve vajíčku patrně zachrání želvy před zhroucením populace v důsledku vytváření pouze jednoho pohlaví.

Bez podobných vlastností by ostatně tyto želvy ani jiní plazi s teplotně určeným pohlavím neměli šanci přežít výkyvy teplot v minulosti. Zda se jim ale podaří přežít přítomnost člověka, který nevratně zabírá čím dál větší část jejich přirozeného prostředí, je už úplně jiná otázka.

Zdroj: Ye YZ, Ma L, Sun BJ, Li T, Wang Y, Shine R & Du WG (2019): The Embryos of Turtles Can Influence Their Own Sexual Destinies. Current Biology, 29.