A klímaváltozás hatásai jóval összetettebbek annál, mint amit a hőmérsékleti rekordokból érzékelünk. A szélsőséges meleg egyes állatfajoknál még azt is befolyásolhatja, hogy az egyedek nőstényként vagy hímként fejlődnek-e.
Magyar kutatók erdei békák vizsgálatával tárták fel, milyen következményekkel járhat az ivarváltás a szaporodásra és a következő generációk ellenálló képességére. Az eredmények szerint a folyamat hosszabb távon akár a kis populációk fennmaradását is veszélyeztetheti.
A hőhullám az ivar fejlődésébe is beleszólhat
A szokatlan hőmérsékletek és egyes kémiai szennyező anyagok, például a növényvédő szerek számos állatfajnál ivarváltást idézhetnek elő. A jelenség különösen a kétéltűek, hüllők és halak körében ismert.
Erdei békáknál például előfordulhat, hogy a genetikailag nőstény egyedek hímekké fejlődnek, amennyiben életük korai szakaszában hőhullám éri őket. A kutatók régóta feltételezik, hogy ennek komoly következményei lehetnek a biodiverzitásra, azt azonban eddig nem lehetett pontosan tudni, hogy az ivarváltott állatok mennyire sikeresen szaporodnak a természetben.
A HUN-REN Agrártudományi Kutatóközpont Növényvédelmi Intézetének Bókony Veronika kutatóprofesszor által vezetett kutatócsoportja ezért több éven át gyűjtött terepi megfigyeléseket, amelyeket kültéri és beltéri, erdei békákon végzett kísérletekkel egészített ki.
Teljes értékű hímek, de van egy fontos hátrány
A kutatók a normál és az ivarváltott hímek szaporodási sikerét több szempontból is összehasonlították. Vizsgálták a párokért folyó versengést, a peték megtermékenyítését, valamint az utódok életképességét is.
Az eredmények első pillantásra kedvezőek: az ivarváltott egyedek teljes értékű hímként képesek működni. Ugyanolyan sikeresen versenyeztek más hímekkel, termékenyítették meg a petéket és hoztak létre életképes utódokat, mint normál társaik. Vagyis az ivarváltás önmagában nem jelent evolúciós zsákutcát.
A természetes populációk vizsgálata azonban már más képet mutatott. Az ivarváltott hímek jóval kevesebb utódot nemzettek annál, mint ami a populáción belüli gyakoriságuk alapján várható lett volna.
Ennek egyik oka a kísérletek szerint a nőstények párválasztása lehet. Amikor ivarváltott hímmel párosodtak, petéiknek csak egy részét rakták le, a többit egy másik, számukra kívánatosabb partner számára tartogatták.
Minden utód genetikailag nőstény
Az ivarváltott hímek női nemi kromoszómákat örökítenek tovább, ezért valamennyi utódjuk genetikailag nőstény. Ennek akár kedvező következménye is lehetne: ha a klímamelegedés következtében túl sok hím fejlődik, a genetikailag nőstény utódok hozzájárulhatnának az ivararány helyreállításához.
A kutatók azonban újabb problémát fedeztek fel. Az ivarváltott hímektől származó utódok hőhullám hatására maguk is nagyobb valószínűséggel váltottak ivart. Ez jelentősen mérsékelheti a nőstény utódok létrehozásából származó előnyt.
Az egyre gyakoribb és intenzívebb hőhullámok tehát olyan biológiai folyamatokat indíthatnak el, amelyek hatása több generáción keresztül jelentkezhet.
A fertőzésekre is érzékenyebbek lehetnek
A vizsgálat az utódok betegségekkel szembeni ellenálló képességére is kiterjedt. Amikor az ebihalak hőstresszt éltek át, majd később vírusfertőzésnek tették ki őket, az ivarváltott hímek utódaiban nagyobb mértékben szaporodott el a kórokozó.
Laboratóriumi körülmények között ez ugyan nem eredményezett magasabb halálozási arányt, a természetben azonban más lehet a helyzet. A vadon élő állatok ugyanis rendszerint nem egyetlen környezeti stresszhatással találkoznak, hanem egyszerre több terheléssel kell megbirkózniuk.
Egy évtizeddel is közelebb kerülhet a kihalás
A kutatók eredményeiket számítógépes modellbe építették be, és folyamatos klímamelegedés mellett vizsgálták a populációk várható sorsát. A modell szerint az egyre gyakoribb hőhullámok az ivararány eltorzításán keresztül néhány évtizeden belül számos kis populációt a kihalás közelébe sodorhatnak. Amikor a számításokban az ivarváltott hímek alacsonyabb szaporodási sikerét és utódaik fokozott sebezhetőségét is figyelembe vették, a várható kihalás időpontja további mintegy egy évtizeddel került közelebb.
A kutatás arra világít rá, hogy a klímaváltozás nemcsak közvetlenül, például a hőstressz növelésével veszélyeztetheti az élővilágot. Olyan kevésbé látványos biológiai folyamatokat is módosíthat, amelyek a szaporodáson, az ivararányon és a betegségekkel szembeni ellenálló képességen keresztül hosszú távon befolyásolják a populációk fennmaradását. Ezek feltárása ezért a veszélyeztetett populációk felismeréséhez és a hatékony természetvédelmi stratégiák kialakításához is nélkülözhetetlen.
A tanulmány a Science Advances folyóiratban jelent meg.
A publikáció elérhető: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeg3488
