تغییر جنسیت در حیوانات

تغییر جنسیت یک مفهوم است که نیاز به توضیح ندارد و از نامش مشخص است که چیست. این مفهوم زمانی به کار برده می‌شود که یک موجود بالغ از یک جنس به جنس دیگر تغییر می‌کند، اما اسرار جالبی پشت قابلیت‌های تغییر جنسیت در قلمروی حیوانات وجود دارد.

معمولاً اصطلاح تغییر جنسیت برای انسان‌ها به کار می‌رود، اما هدف از این مقاله پرداختن به اتفاق عجیب تغییر جنسیت در حیوانات است.

به عنوان مثال دلقک‌ماهی (clownfish) را در نظر بگیرید. این ماهی پرتقالی و سفید رنگ دوست داشتنی در فرهنگ عام به دلیل انیمیشن "در جستجوی نمو" (Finding Nemo) به خوبی شناخته شده است، اما شاید کمتر کسی بداند که این حیوان می‌تواند جنسیت خود را تغییر دهد.

این ماهی‌ها دارای خاصیت ناهمرسی هستند، به این معنی که هم اندام جنسی نر و هم اندام جنسی ماده را در خود دارند، اما اندام تولید مثل نر آن‌ها قبل از اندام ماده به بلوغ می‌رسد.

دلقک‌ماهی‌ها به صورت دسته جمعی زندگی می‌کنند که اکثر آن‌ها نر هستند و دارای یک جفت بارور متشکل از یک نر غالب و یک ماده هستند. بقیه گروه جنسیت مشخصی ندارند و جثه کوچکتری دارند. حالا اگر ماده بارور بمیرد، نر غالب عموماً ماده خواهد شد و از بین بقیه نرها، معمولاً بزرگترین و پرخاشگرترین آن‌ها را به عنوان شریک جنسی جدید خود انتخاب می‌کند. علاوه بر دلقک‌ماهی در واقع بسیاری از ماهی‌های دیگر نیز وجود دارند که به طور طبیعی می‌توانند جنسیت خود را تغییر دهند که شامل زمردماهی، مارماهی رنگین و گوبی (پرتوبالگان) هستند.

تغییر جنسیت طبیعی در هر جهت (نر به ماده یا برعکس) حتی در انواع خاصی از مرجان‌ها نیز گزارش شده است. معمولاً تغییر جنسیت در حیوانات ناشی از ضرورتی است که از تغییر در شرایط محیطی یا اجتماعی حاصل می‌شود.

یکی از حیواناتی که از شنیدن توانایی تغییر جنسیت در آن تعجب می‌کنید، مرغ است که گاهی جنسیت خود را از ماده به نر تغییر می‌دهد. مرغ‌ها به طور معمول فقط یک تخمدان کاربردی در سمت چپ خود دارند. در مرحله جنینی نیز دو عضو جنسی در آن‌ها به وجود می‌آید، اما یکی که در سمت راست قرار می‌گیرد یک غده جنسی است که هنوز به عنوان تخمدان یا بیضه یا هر دو تعریف نشده است.

با این حال برخی شرایط پزشکی مانند ایجاد کیست تخمدان، تومور یا غده فوق کلیوی می‌تواند باعث نابودی و از کار افتادن تخمدان چپ یک مرغ شود و در این صورت به گفته "مایک هولت" استادیار گروه علوم طیور دانشگاه ایالتی پن در صورت عدم وجود تخمدان چپ عملکردی، ممکن است ارگان جنسی خفته نرینه شروع به رشد کند؛ بنابراین مرغ می‌تواند اندام جنسی نرینه خود را پرورش دهد و نر شود. وقتی آن غده جنسی اولیه تبدیل به بیضه می‌شود، ترشح هورمون‌های نرینه به نام آندروژن‌ها را آغاز می‌کند. این‌ها هورمون‌هایی هستند که تا حد زیادی مسئول ویژگی‌های نرینه هستند. تولید آندروژن باعث می‌شود مرغ مانند خروس رفتار کند. البته با وجود همه این‌ها، مرغ کاملا به خروس تبدیل نمی‌شود، بلکه این تغییر جنسیت فقط باعث می‌شود این پرنده از نظر فنوتیپی نر شود، به این معنی که اگرچه از نظر جسمی نر به نظر می‌رسد، اما از نظر ژنتیکی زن است.

در حالی که دانشمندان و محققان چند مدتی است که از تغییر جنسیت حیوانات آگاه شده‌اند، روند بیولوژیکی نحوه عملکرد آن در حیوانات مختلف اخیراً مورد بررسی جامع قرار گرفته است.

به عنوان مثال دانشمندان نیوزیلندی اخیراً فرآیند‌های بیولوژیکی دقیقی را که برخی از ماهی‌ها برای تغییر جنسیت استفاده می‌کنند، کشف کرده‌اند که در مجله Science Advanced منتشر شده است.

پروفسور "جنی گریوز" ژنتیک شناس دانشگاه La Trobe و برنده جایزه علوم از دست نخست وزیر نیوزلند در سال ۲۰۱۷ که به رهبری این پژوهش کمک کرد، گفت: من سال‌ها است که زمردماهی‌های کله آبی را بررسی می‌کنم، زیرا تغییر جنسیت در آن‌ها خیلی سریع است و نمود عینی دارد.

وی افزود: چگونه تغییر جنسیت در حیوانات چندین دهه پنهان مانده بود؟ وقتی ژن‌ها تغییر نمی‌کنند، بنابراین باید سیگنال‌هایی موجود باشد که این قابلیت را خاموش و روشن می‌کند.

زمرد ماهی‌هایی که این تیم به شکل زنده مطالعه می‌کردند، در صخره‌های کارائیب زندگی می‌کردند. آن‌ها معمولاً به شکل گروهی زندگی می‌کنند و مثل دلقک‌ماهی‌ها دارای یک مرد غالب و یک زن هستند. اگر بنا به دلایلی نر غالب از این گروه خارج شود یا بمیرد، بزرگترین زمردماهی ماده تنها طی ۱۰ روز نر می‌شود. در حقیقت محققان این تغییر رفتار را تنها در چند دقیقه مشاهده کردند که طی چند ساعت با تغییر رنگ همراه شد.

تا روز دهم، تخمدان ماهی ماده به بیضه تبدیل شده و تولید اسپرم را آغاز می‌کند.

محققان توانستند RNA ماهی را بررسی کنند و دریابند که هنگام ایجاد تغییر جنسی و تحریک غده جنسی ماهی چه ژن‌هایی در مغز خاموش و روشن می‌شوند.

این تحقیق نه تنها به ما در درک بهتر تغییر جنسیت در حیوانات کمک می‌کند بلکه به ما کمک می‌کند تا چگونگی خاموش شدن ژن‌ها در طول رشد حیوانات و انسان‌ها را دریابیم.

گریوز گفت: ابتدا ژن‌های مورد نیاز برای حفظ تخمدان خاموش می‌شوند و سپس یک مسیر ژنتیکی جدید به طور پیوسته روشن می‌شود تا تشکیل بیضه را ارتقا بخشد.

اما در اینجا می‌خواهیم شش حیوانی را که ممکن است از شنیدن توانایی تغییر جنسیت آن‌ها شگفت زده شوید، معرفی کنیم.

۱- ماهی‌ها

ماهی‌ها همانطور که قبلاً در این خبر اشاره کردیم، بیشترین جمعیت حیوانات دارای توانایی تغییر جنسیت را تشکیل می‌دهند. برجسته‌ترین آن‌ها دلقک‌ماهی و زمردماهی هستند، اما درواقع بیش از ۵۰۰ گونه ماهی وجود دارد که می‌توانند جنسیت خود را تغییر دهند.

۲- مرجان‌ها

بسیاری از مردم نمی‌دانند که مرجان‌ها در واقع از حیوانات به شمار می‌آیند نه گیاهان. در سال ۲۰۰۸ برای اولین بار کشف شد که مرجان‌های قارچی می‌توانند جنسیت خود را از نر به ماده و از ماده به نر تغییر دهند. با این وجود تحقیقات اندکی برای بررسی زندگی جنسی مرجان‌ها و چگونگی یا حتی دلیل تغییر جنسیت آن‌ها انجام شده است.

۳- لیسه (حلزون بی‌صدف)

لیسه‌ها که به نوعی حلزون بی صدف گفته می‌شود که به طور طبیعی هرمافرودیت یا دوجنسیتی هستند و همواره دارای اندام تولید مثل ماده و نرینه هستند که همزمان قابل استفاده می‌باشند.

یک نوع لیسه به نام لیسه موزی گاهی هنگام انجام عمل جنسی اندام نرینه شریک جنسی خود را قطع می‌کند تا آن حیوان از آن به بعد تبدیل به ماده شود و همیشه در اختیار وی باشد. بسیاری فکر می‌کنند که این اتفاق بسیار عجیبی است.

۴- قورباغه‌ها

در قورباغه‌ها نیز عمل تغییر جنسیت مشاهده شده است. این فرآیند به طور سنتی یک فرآیند طبیعی در قورباغه‌ها است و احتمالاً در واکنش به تغییرات محیطی صورت می‌گیرد، اما اخیراً مشخص شده است که می‌تواند ناشی از قرار گرفتن در معرض آفت‌کش‌ها نیز باشد.

۵- مار‌ها

مشاهده شده است که برخی از مار‌های ماده به طور معجزه‌آسایی به تنهایی و بدون شریک جنسی هنگامی که اسیر شده‌اند باردار می‌شوند. این ویژگی به عنوان بکرزایی (parthenogenesis) شناخته می‌شود که نوعی از تولید مثل غیر جنسی است که ممکن است یک استراتژی برای عدم انقراض برخی گونه‌ها باشد.

در بکرزایی، جنین از یک سلول تخم نابارور تولید می‌شود و یک همسان از مادر تولید می‌کند. این روند در کوسه‌ها و دوزیستان نیز مشاهده شده است، اما هرگز به طور طبیعی در پستانداران مشاهده نشده بود.

بکرزایی نوعی تولید مثل غیرجنسی است که در آن از تخمک لقاح‌نیافته، یک موجود زنده کامل به وجود می‌آید. این پدیده در تعداد زیادی از بی‌مهرگان و مهره‌داران شامل گونه‌هایی نظیر نماتودها، شکم پایان، سخت پوستان، حشرات به خصوص زنبور عسل و زنبور بی‌عسل، ماهی‌ها، دوزیستان و خزندگان دیده می‌شود.

در برخی گونه‌ها بکرزایی به ندرت و در شرایط خاصی صورت می‌گیرد که در این گونه‌ها معمولاً بکرزایی و تولید مثل جنسی به طور متناوب انجام می‌شود یعنی چندین نسل از طریق بکرزایی تولید مثل کرده و در برخی شرایط دوباره از طریق جنسی، تولید مثل صورت می‌گیرد. درحقیقت بکرزایی در برخی گونه‌ها به عنوان نوعی سازگاری برای بقا در شرایط فشار‌های محیطی و کاهش شدید تعداد افراد جمعیت رخ می‌دهد.

۶- پروانه‌ها

گاهی اوقات برخی از حیوانات می‌توانند به گونه‌ای متولد شوند که هم نر و هم ماده باشند. پدیده‌ای که به نام ژیناندرومورفی (gynandromorphy) شناخته می‌شود و به معنای داشتن هر دو ویژگی ماده و نرینه است.

وقتی این اتفاق در پروانه‌ها رخ می‌دهد، هر بال رنگ متفاوتی دارد که نشان از بال نر و بال ماده دارد. ژیناندرومورفی به طور کلی نتیجه یک اشتباه اولیه در تقسیم سلولی است، هنگامی که کروموزوم‌های جنسی از هم جدا نمی‌شوند.

ژیناندرومورفی ارگانیسمی است که ویژگی هر دو جنس نر و ماده را داشته باشد. این اصطلاح بیشتر در زمینه حشره‌شناسی استفاده می‌شود، ولی در سخت پوستان و پرندگان نیز گزارش شده است. دلیل این پدیده جدا نشدن کامل ژن‌های جنسیتی پس از انعقاد نطفه است.