Wszystkie samce talasomy

30 lipca 2018
Blog szalonych naukowców

Płeć – rzecz dziwna i skomplikowana. Mówi się o rozmaitych płciach biologicznych, o płci społecznej… Nie wdając się w dodatkowe zawiłości w przypadku skomplikowanej ludzkiej natury, przyjrzyjmy się, jak się te sprawy mają u pewnej rybki.

Talasoma sinogłowa (Thalassoma bifasciatum) to gatunek ryby z licznej rodziny wargaczowatych (Labridae) w rzędzie okoniokształtnych (Perciformes). Zamieszkuje wody od oblewających południe USA z Florydą przez wschodnie wybrzeża Ameryki Środkowej i Karaiby aż do północnych wybrzeży kontynentu południowoamerykańskiego. Zasiedla rafy koralowe, gdzie żywi się zooplanktonem i niewielkimi skorupiakami bentosowymi, także mięczakami, szkarłupniami i wieloszczetami. Wiele ryb żyje w ten sposób. Co więc wyróżnia talasomę?

Mamy więc samce i samice tejże talasomy. Samice wydają się do siebie podobne, nic szczególnego. Samce natomiast – tu zachodzi ciekawe zjawisko. Mamy więc dwie zgoła odmienne grupy samców. Część samców nie różni się specjalnie wyglądem od samic. W czasie rozrodu nie wykazują one zachowań terytorialnych, stronią od agresji, przystępują do odbywającego się u granic rafy tarła grupowo. Określa się je mianem samców „fazy wczesnej”.

Istnieją też samce „fazy końcowej”. Trochę większe, jaskrawo ubarwione (niebieskie, zielony). Zachowują się też inaczej. Agresywnie bronią zajmowanych przez siebie miejsc i dostępu do samic. W sytuacji braku tychże samców mniejsze samce dość szybko (właściwie jeszcze tego samego dnia) zmieniają swe zachowanie i wygląd, przechodząc w samce „fazy końcowej”. Ale nie tylko one.

Okazuje się, że część samców fazy końcowej była w pewnym okresie swego życia samicami. Samice, podobnie jak samce „fazy wczesnej”, mogą w sprzyjającej sytuacji stawać się samcami, i to „fazy końcowej”. Dlaczego?

Ewolucja polega na przetrwaniu najlepiej dostosowanych. Dostosowanie (fitness) jest miarą zdolności organizmu czy innego przedmiotu doboru do przetrwania i rozrodu. Samice składają jaja. Jaja zaopatrzone są w żółtko – czyli materiał zapasowy. Pojedyncze jajo talasomy ma w czasie wylęgania się larwy 1,4 mm. Cały ten materiał pochodzi z ciała samicy, stanowi jej inwestycję. Jaka jest natomiast inwestycja samca? Przypłynie, zapłodni maleńkim plemniczkiem i odpłynie. On nie przejmuje się, czy zygota będzie miała co jeść. Plemniki są małe i szybkie – który pierwszy dotrze do dużego jaja, tego materiał genetyczny będzie miał co jeść.

Jednak żeby w ogóle dostąpić zaszczytu zapładniania jaj, trzeba się do nich dostać, wywalczyć dostęp. Mniejsze samce pozapładniają, jeśli im się poszczęści, jeśli większe ich nie przegonią. Miejsca tarła pozajmowane są przez większe samce („fazy końcowej”), z którymi mniejsze osobniki nie mogą się mierzyć. Samic ten problem nie obowiązuje – jak wyżej pisałem, inwestycja samca w tworzenie plemnika jest niewielka. Plemniki są tanie (wbrew niektórym historycznym poglądom, o których kiedyś pisałem), samiec zapłodni wszystko, co się da – jaja każdej samicy, chyba że któraś z nich szczególnie ma pecha.

Jeden samiec zapłodni jaja wielu samic. Nie chodzi tu tylko o talasomę, to dość ogólna prawidłowość (także u wielu ssaków – czy opis tych zachowań nie brzmi znajomo?). Jaki z tego wniosek w konkretnym przypadku talasomy? Że największe szanse na udany rozród (największe dostosowanie) mają samce „fazy końcowej”.

I teraz specjalność talasomy. O ile można się spodziewać, że w razie niedoboru w populacji samców „fazy końcowej” samce „fazy wczesnej” zajmują ich miejsce. Zmienia się ich zachowanie (skoro konkurencja ze strony większych rywali jest niewielka) i wygląd. Ale u talasomy podobną przemianę potrafią przechodzić samice. Rozmnażanie się w sposób dużego samca znacznie bardziej im się opłaca – po co marnować energię na produkcję jaj, jeśli można wytworzyć znacznie więcej plemników?

Ale naukowiec jest (winien być?) wnikliwy i zbadał dokładniej. Swego czasu badacze wpadli na pomysł usunięcia samców „fazy końcowej”. Zmiany wśród samic zaobserwowali już tego samego dnia. Bardzo szybko zmodyfikowały one (oni?) swe zachowanie, nie minęła nawet doba. Po dobie dała się już zobaczyć nowa, męska barwa, wyraźnie widoczna po czterech dniach. Dojrzałe plemniki tworzyły już po ośmiu dniach. Przeprowadzono sekcję – znaleziono jądra. Produkowały one funkcjonalną spermę, ale pozostało w nich sporo niedziałającej już tkanki jajników, z degenerującymi oocytami. Jak widać, płeć gonadalna i morfologiczna uległy zmianie na skutek zmian wprowadzonych w strukturze społecznej populacji.

Jak widać, nawet w przypadku ryb sprawy płci są trudne. I weź, człowieku, tłumacz to teraz u ludzi…

Ilustracja: Paul Asman & Jill Lenoble, Wikimedia Commons, na licencji Creativr Commnos 2.0.  Samce „fazy wczesnej” i samiec „fazy końcowej”.

Bibliografia:

  • Futuyma DJ: Ewolucja. Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2008, s. 422-423.
  • IUCN: Thalassoma bifasciatum.
  • Warner RR, Swearer SE: Social Control of Sex Change in the Bluehead Wrasse, Thalassoma bifasciatum (Pisces: Labridae). The Biological Bulletin, 1991; 181: 199-204.