Obrněnky vědí, kdy mít sex

Vířníci (Rotifera) jsou bez mikroskopu sotva viditelní, živí se řasami a ve vodních ekosystémech slouží především jako krmivo pro rybí potěr. Tou nejzajímavější věcí je na nich rozmnožování, kde vířníci trhají rekordy. Některé druhy se totiž už desítky milionů let obejdou bez pohlavního rozmnožování. Na evoluční životaschopnosti jim to nijak neubralo, což vědci dávají do souvislosti s výjimečnou schopností opravovat poškozenou DNA. Existují ale i druhy, které od pouhého klonování sama sebe občas uhnou a začnou se rozmnožovat pohlavně.

Nejbližšími příbuznými výtrusovců jsou řasy obrněnky (Dinoflagellata), které se občas dostávají do hlavních zpráv jako původci jedovatých rudých přílivů. Obrněnky mají své vlastní plastidy, které kdysi dávno získaly z pohlcených červených řas. Jedna z teorií původu apikoplastu tvrdí, že i výtrusovci svůj apikoplast „sebrali“ endosymbiotickým červeným řasám. Jiná teorie udává, že vznikl jiným způsobem, který zahrnoval pohlcování zelených řas. Vyřešit otázku příbuznosti apikoplastu a plastidu obrněnek srovnáním DNA, kterou oba dva obsahují, se jeví jako logické, ale v praxi je to skoro neproveditelné. Apikoplast totiž poztrácel veškeré geny, které se účastní fotosyntézy a z plastidu obrněnek se zase mnoho genů přesunulo do buněčného jádra. Genomy apikoplastu a plastidu se tudíž nijak nepřekrývají a není jak je porovnat.

Obrněnky druhu Brachionus manjavacas patří mezi vířníky točivky (Monogononta). V Severní Americe se jejich populace po většinu roku skládají ze samých samiček, které se rozmnožují nepohlavně. S nástupem nehostinných podmínek – například na podzim nebo při úbytku potravy – ale třetina samiček rázem „přepne“ na pohlavní rozmnožování. Díky němu vznikají vajíčka, která jsou schopná přežít například dlouhou zimu. Zdálo se, že přechod k pohlavnímu rozmnožování odstartuje feromon, který samičky uvolňují do vody. Jakmile jeho koncentrace přesáhne určitou mez, začnou samičky klást vajíčka, z nichž vznikají samečci. S nimi se pak samičky páří a kladou oplozená vajíčka.

Logo|foto:Český rozhlas

Výzkum biologů z Georgia Institute of Technology ukázal, že oním feromonovým signálem je ve skutečnosti nám dobře známá molekula ženského pohlavního hormunu progesteronu. Vědci zkombinovali několik různých technik – nejprve v částečně osekvenovaném genomu obrněnek našli gen pro receptor molekul podobných ženskému pohlavnímu hormonu. pak pomocí fluorescenčně značených molekul prokázali, že progesteron se na receptor skutečně navazuje. V proteinech izolovaných z vířníků také identifikovali progesteron a konečně, prokázali přímé spojení mezi ním a přechodem k pohlavnímu rozmnožování obrněnek. Vyřazení genu pro receptor progesteronu totiž drasticky snížilo počet samiček, které se v odpovědi na vysokou koncentraci progesteronu přeorientovaly na pohlavní rozmnožování.

Vědci svůj objev popisují v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences. Je to zřejmě první dokumentace využívání progesteronu u tak jednoduchých a starobylých živočichů, jako jsou vířníci. Znamená, že signalizace založená na molekulách steroidních hormonů je nejspíš stará celé stovky milionů let.

Zdroj: ScienceDaily, PNAS