Anul trecut, am fost surprins să descopăr că femela mea de rață mandarin se transformă într-un mascul. Chiar și în calitate de absolventă de zoologie și de persoană care a ținut păsări într-o volieră de când aveam 10 ani, nu aveam absolut nicio idee că acest lucru se poate întâmpla, așa că am început să investighez și s-a dovedit că modul în care păsările își exprimă sexul este o chestiune diabolic de complexă.
Ratele Mandarin sunt o specie mică de rață care cuibărește în copaci, originară din China.
Au fost ținute în captivitate în Marea Britanie timp de zeci de ani, după ce crescătorii de păsări au devenit îndrăgostiți de incredibilul penaj de reproducere al masculilor.
Acest penaj este o caracteristică sexuală secundară a masculilor și depinde de perioada anului, masculii trecând la o colorație maro mată asemănătoare cu cea a femelelor în toamnă.
Femela mea, fiind împerecheată în mod fericit cu un mandarin mascul în voliera mea, a contrazis această tendință prin creșterea penelor masculine. Ce s-a întâmplat?
Pentru a afla ce s-a întâmplat de fapt, este important să știm ce definește un mascul și o femelă.
Am investigat rațele mandarin după ce Du din Singapore ne-a întrebat: „De ce avem masculi și femele?”. Dacă aveți o întrebare științifică pe care doriți ca BBC CrowdScience să o analizeze, contactați-ne prin intermediul formularului de mai jos.
Dacă citiți această pagină pe aplicația BBC News, va trebui să vizitați versiunea mobilă a site-ului BBC pentru a trimite întrebarea dumneavoastră.
Ai crede că caracteristicile sexuale – prezența unui penis, a glandelor mamare sau a penajului colorat – ar putea determina masculul și femela, dar când vine vorba de sex, mărimea este totul.
Reproducerea sexuală are loc aproape întotdeauna prin combinarea unei celule mari și a unei celule mici, fiecare conținând jumătate din informația genetică obișnuită de la doi indivizi din aceeași specie.
Un mascul este pur și simplu individul care furnizează cea mai mică dintre cele două celule, în timp ce o femelă o furnizează pe cea mai mare. Dar controlul genetic al individului care furnizează celula reproducătoare mai mare și cea mai mică – și caracteristicile sexuale corespunzătoare – diferă enorm între mamifere, păsări, reptile, pești și insecte.
Atât la mamifere cât și la păsări, cromozomii dictează sexul. Oamenii au 23 de perechi ale acestor pachete de ADN grupate în fiecare celulă a corpului, iar sexul este determinat de ultima pereche cunoscută sub numele de X și Y.
Prezența unui cromozom Y la om duce la dezvoltarea unui bărbat (XY), în timp ce femeile au un cromozom X repetat (XX).
Caracteristicile sexuale masculine codificate pe cromozomul Y determină producerea de testosteron, care suprimă dezvoltarea sânilor și a șoldurilor mai late. Așadar, se poate spune că femela este sexul implicit la oameni.
Dar pentru a înțelege de ce rațele femele pot începe să revină la un aspect masculin, este important să realizăm că sistemul lor de determinare a sexului este inversat în comparație cu cel al mamiferelor.
Cromozomii sexuali la păsări sunt cunoscuți sub numele de Z și W, iar prezența unui cromozom W determină dezvoltarea unei femele (ZW). În lipsa acestuia, se dezvoltă caracteristicile masculine (ZZ); și astfel, pentru păsări, masculul este sexul implicit.
Ratele mandarin masculine își dezvoltă incredibilul portocaliu, verde și roșu atunci când încep să trebuiască să își curteze partenera în fiecare toamnă. Așadar, în octombrie anul trecut, am văzut dezvoltarea normală a propriului meu mascul de rață mandarin mascul, dar, având doar un singur mascul, nu mă așteptam ca partenera lui să înceapă să dezvolte penele clasice portocalii ale velelor, care disting masculii.
Caracteristicile masculine sunt controlate de acel cromozom Z și de „genele masculine” pe care le deține. Dar, având în vedere că și femelele au un cromozom Z, ce o împiedică să dezvolte în fiecare an plumajul colorat al masculului?
Răspunsul se află în ovarul ei. Aproape toate păsările dezvoltă doar un singur ovar funcțional care pompează hormoni feminini, inclusiv estrogeni. La păsările de apă, ovarul stâng este cel care funcționează, în timp ce ovarul din partea dreaptă rămâne o minge minusculă de celule.
Oestrogenul eliberat de ovarul funcțional inhibă genele cromozomului Z care ar declanșa hormonii masculini, și caracteristicile masculine. Așadar, estrogenul la păsări este hormonul de sexualizare.
Oestrogenul la păsări are o funcție similară, dar opusă celei pe care o observăm la testosteronul uman, care restricționează producția de hormoni feminini.
Eșecul unui singur punct
Cu un singur ovar, păsările femele au toate ouăle într-un singur coș. Și, uneori, acel ovar poate muri din cauza unei infecții, boli sau răni.
Și fără rezervă, pierderea ovarului oprește complet eliberarea de estrogeni, eliminând hormonul care suprimă genele masculine de pe cromozomul Z.
Plumajul masculin crește, prin urmare, pe femelă în funcție de schimbările de sezon. Dar nu mă gândisem niciodată că pasărea mea se va schimba ceva mai mult decât penajul.
Asta a fost până când am vorbit cu expertul în păsări, profesorul Tim Birkhead.
După ce mi-a fost lector la Universitatea din Sheffield, știam că ceea ce Tim nu știa despre sexul păsărilor nu fusese încă descoperit.
Tim mi-a spus că, în cazuri rare, după pierderea hormonilor estrogeni supresori, ovarul drept nedezvoltat la rață începe să se dezvolte ca răspuns la genele masculine de pe cromozomul Z.
Acest lucru a fost constatat prin disecție și diverse experimente de îndepărtare a ovarelor de la păsări vii. Fără a restricționa hormonii feminini, celulele ovarului vestigial din partea dreaptă se masculinizează și se pot dezvolta într-un testicul. S-a demonstrat chiar că acest spermatozoid este funcțional și poate duce la fertilizarea cu succes a ovulelor.
Rezultat tragic
Într-un caz excepțional, un convertit din femeie în bărbat – care s-a întâmplat să fie o găină – a fost tatăl a doi pui. Deci este posibil ca schimbarea sexului de la femelă la mascul să se producă în mod complet natural și să devină pe deplin activă din punct de vedere reproductiv ca mascul.
Dar cu cromozomi feminini, asta nu înseamnă că ea rămâne biologic femelă?
În timp ce pasărea și-a schimbat sexul fizic, din punct de vedere genetic ea își păstrează cromozomii Z și W în fiecare celulă. Deci, deși aranjamentul cromozomial afectează dezvoltarea inițială a caracteristicilor sexuale, cromozomul W are un efect redus asupra sexului păsării după maturitate. Și având în vedere că definiția unui mascul biologic necesită doar producerea celulei sexuale mai mici, pasărea poate fi considerată „mascul” din punct de vedere biologic.
Perechea mea de mandarine a rămas împreună după schimbarea sexului femelei, iar „el” nu a încercat niciodată să se împerecheze cu o femelă. Dar nu vom ști niciodată dacă ar fi putut rezulta rățuște.
Din cauza afecțiunii de bază care provoacă moartea ovarului, păsările care trec prin această schimbare naturală de sex rareori rămân sănătoase. Propria mea rață a dezvoltat o boală misterioasă și a murit după aproximativ șase luni de la schimbarea penajului.
Dar am descoperit ceva incredibil despre păsări și sex, așa că, deși moartea sa a fost tragică, existența sa a fost o dovadă că, în natură, totul este posibil.