Mozek je největší pohlavní orgán, říkají s úsměvem biologové a moc přitom nepřehánějí. Mozky samic a samců se během vývoje utvářejí v mnoha ohledech jinak a odlišně také fungují.
Ještě nápadnější je rozdíl ve vývoji pohlavních žláz. Každý ví, že samci jsou vybaveni varlaty, která produkují spermie. samice mají vaječníky a vytvářejí v nich vajíčka. Výsledky mnoha výzkumů z poslední doby však dokazují, že tento stav není vytesán do kamene. I v dospělosti může dojít k zásadním zvratům. Stačí málo a „ona“ se začne chovat jako „on“. Po nevelkém zásahu do dědičné informace se vaječníky začnou měnit na varlata.
Mít vaječníky je dřina Na první pohled se zdá odpověď na otázku, kdo je muž a kdo žena, jednoduchá a jednoznačná. Muži podobně jako samci většiny savčích druhů nesou ve své dědičné informaci zvláštní porci DNA označovanou jako chromozom Y. Na něm se nachází gen SRY a ten spouští u vyvíjejících se samčích zárodků tvorbu varlat.
Ztotožnit „mužství“ s vlastnictvím chromozomu Y a genu SRY je však ošidné. Gen SRY není samovládce. Diriguje vývoj varlat s pomocí řady dalších genů. Mnohé z nich se ani nenacházejí na chromozomu Y. Významnou roli ve tvorbě varlat sehrává například gen SOX9. A tak najdeme samce, kteří chromozom Y s genem SRY postrádají a naopak samice, které tyto ryze samčí propriety vlastní. Například kozy postrádající gen FOXL2 se navzdory své samičí dědičné informaci vyvíjejí jako normální kozlové.
Gen FOXL2 se zřejmě podílel na určení pohlaví už u pravěkých předků dnešních obratlovců. To přilákalo k výzkumu funkcí tohoto genu Mathiase Treiera z Evropské laboratoře pro molekulární biologii v Heidelbergu.
Treier předpokládal, že vyblokováním genu promění dospívající myšky na myšáky. Pokusy ale dopadly úplně jinak. Myškám začaly po ztrátě genu FOXL2 vaječníky degenerovat a pohlavní žlázy nakonec zanikly. Treierovi trvalo deset let, než záhadnou roli genu FOXL2 pochopil.
Klíčové se ukázaly experimenty, při kterých vědci vyblokovali gen až u dospělých myších samic. Během tří týdnů se začaly pohlavní žlázy chovat jako varlata. Změnila se jejich vnitřní struktura, vytvořily se „kanálky“, ve kterých u samců vznikají spermie. Kolem kanálků se objevily buňky ryze „samčího vzezření“, které navíc chrlily velké množství hormonu testosteronu.
Spermie nevznikly. Zatím V takto proměněných pohlavních žlázách nemohly vznikat spermie, protože během předchozího vývoje se ve vaječníku nevytvořila potřebná „buněčná surovina“, tzv. spermatogoniální buňky. Treier se nyní pokouší vnést spermatogonie odebrané dospělým myšákům do pohlavních žláz myšek, kterým byl v dospělosti vyblokován gen FAXL2. Doufá, že vaječníky, jež se mění ve varlata, vytvoří spermatogoniálním buňkám vhodné prostředí a myši začnou produkovat spermie.
„Zatím je to čirá fantazie a šance, že se nám to povede, je malá. Ale člověk nikdy neví,“ řekl Mathias Treier v rozhovoru pro vědecký týdeník Nature.
Treierův objev publikovaný v posledním čísle renomovaného vědeckého časopisu Cell přináší do našeho chápání funkce pohlavních žláz zásadní zvrat.
Ukázal, že samice nemají vaječníky vyvinuté „jednou provždy“.
I v dospělosti musí tvrdě pracovat na tom, aby o ně nepřišly.
Vydatným pomocníkem jim je bílkovina vytvářená podle instrukcí genu FOXL2. Ta drží u samic na uzdě gen SOX9 a nedovolí mu, aby měnil buňky vaječníků na buňky typické pro varlata samců.
Poruchy těchto mechanismů mohou mít za následek závažné vývojové defekty, dokážou také narušit plodnost. Treier podezírá gen FOXL2 z podílu na vývoji některých mužských znaků u žen po menopauze. Oslabení činnosti genu FOXL2 může poznamenat funkce vaječníku mladých žen tak zásadním způsobem, že u nich dojde k nečekaně časnému nástupu menopauzy. Neuvěřitelnou roli podle všeho sehrává gen FOXL2 u mořských rybek klaunů. Samec žije s harémem samic v bezpečném úkrytu mezi žahavými rameny mořských sasanek. Když sameček uhyne, poperou se osiřelé samičky o jeho post. Vítězka zápolení o nástupnictví se během několika hodin začne měnit na samce.
Přestavba je komplexní. Přebudovává se jí mozek, mění se i pohlavní žlázy. Vaječník ustane s tvorbou jiker. Promění se na plně funkční varle a začne produkovat spermie. Ryba si při této proměně významně pomáhá potlačením funkce genu FOXL2 a následným probuzením genu SOX9, jenž ve vaječnících „dřímá“.
Převrat v mozku Také sám „největší pohlavní orgán“ dokáže přehodit výhybku a svého majitele ponoukat k chování, které odpovídá opačnému pohlaví. A to i v dospělosti. Vědci dlouho předpokládali, že během vývoje každého jedince se vlivem pohlavních hormonů vytvářejí v mozku samic a samců odlišné nervové obvody, které jsou v dalším životě zodpovědné za typické samčí nebo samičí chování.
Tým vedený Catherine Dulacovou z Harvardovy univerzity však nedávno prokázal, že mozek myších samic zůstává vybaven i pro samčí pohlavní pud. Myška má v mozku typicky samčí nervové obvody, ale ty zůstávají za normálních okolností nevyužité. O tom, který obvod pro pohlavní chování bude uveden do činnosti a jak se bude zvíře chovat, spolurozhodují významnou měrou feromony. Hlavní „anténa“, jež signál feromonů zachytává a odesílá dále do mozku, se nachází mezi horním patrem úst a nosní přepážkou a tvoří ji tzv. vomeronasální orgán. Feromony ovlivňují chování a řídí rozmnožování.
Mozek samic reaguje na podnět feromonu tak, že aktivuje neurony klíčové pro samičí chování a potlačuje neurony, které by mohly spustit samčí chování. Stejně tak je zařízen mozek myšáků. Podnět v podobě feromonu v nich aktivuje neurony spouštějící samčí chování a potlačuje práci neuronů, které využívají k regulaci chování samice.
Stačí však velmi málo, například, aby myším „selhal“ gen TRPC2, a u samic utlumený samčí nervový obvod se aktivuje. Pak se samice začnou chovat jako samci. Perou se s jinými myšáky a pokoušejí se pářit se samičkami. Podobné „přepnutí“ mozku je možné i u dalších živočichů. Například muškám octomilkám mění pohlavní orientaci zásah do činnosti genu fruitless.
Vratká rovnováha Člověk sdílí s octomilkou překvapivě mnoho genů a od myší DNA se naše dědičná informace liší ještě mnohem méně. Na druhé straně však v našich životech nehrají feromony tak klíčovou roli jako u hmyzu nebo jiných savců. Jestli naše „srdeční záležitosti“ podléhají podobným zákonitostem, není jasné. Naprostou výjimkou však v tomto ohledu určitě nejsme. V občanském průkazu máme sice jednoznačně zapsáno, zda jsme žena, nebo muž. V buňkách lidského těla je to ale zapsáno poměrně nejednoznačně a přírodě by nedalo moc práce to přepsat.
„Každé pohlaví se vyvíjí po svém a člověk by řekl, že po dosažení dospělosti je už všechno vytvořeno tak, že se to nedá nijak změnit,“ komentoval objevy britský biolog Robin Lovell-Badge z londýnského Národního ústavu pro medicínský výzkum. „Ukázalo se však, že v dospělosti může i malý zásah, například změna v koncentraci jednoho proteinu, vyvolat dramatický zvrat.“
***
Během tří týdnů se vaječníky začaly chovat jako varlata. Vznikly i kanálky, v kterých u samců vznikají spermie.
