Hideg-meleg szexdetermináció

Az ivar-meghatározás kapcsán általában genetikai tényezőkre, a jól ismert X és Y kromoszómákra gondolunk. Ezek jelenléte, vagy száma már a megtermékenyítéskor eldönti az egyed nemét és a továbbiakban a kromoszómális nem határozza meg a nemi jellegek kialakulását. Az állatvilágban azonban ettől eltérő mechanizmusok is léteznek az ivari meghatározásra, amelyek közös jellemzője, hogy a megtermékenyítést követő embrionális fejlődés során valamilyen környezeti faktornak van meghatározó szerepe. Ilyen a hőmérséklet-függő szexdetermináció, amely elsősorban egyes gyík és teknős fajokra, valamint krokodilokra és alligátorokra jellemző. Ezek az állatok tojásaikat vízközeli, homokba ásott fészekbe rakják és a kiköltést a fészekben uralkodó hőmérsékletre bízzák.

Kiderült, hogy a fejlődésük mellett, a fiókák nemét is ez a hőmérséklet dönti el: bizonyos fajok esetében alacsony hőmérsékleten hímek fejlődnek, magas hőmérsékleten pedig nőstények (IA mintázat az ábrán). Más fajok esetében a hatás éppen ennek fordítottja, azaz alacsony fészekhőmérséklet nőstények kifejlődéséhez, míg magas hőmérséklet hímek megjelenéséhez vezet (IB mintázat). Ezekben a mintázatokban a köztes hőmérsékletek hím és nőstény utódok vegyes megjelenését eredményezi. Ettől némileg eltérő hatást mutat a II típusú mintázat, amelyben a szélsőséges (alacsony, vagy magas) hőmérsékleteken nőstények, míg a köztes hőmérsékleten hímek fejlődnek. Ebben az esetben is, a köztes hőmérséklettől a két szélső hőmérséklet felé haladva szintén megjelennek hím és nőstény ivarú utódok.

A hőmérséklet-függő ivarmeghatározás molekuláris mechanizmusa még nem ismert, de az kijelenthető, hogy persze ebben is gének hatnak, így ez is genetikai, tehát az elnevezés kicsit félrevezető. Arról lehet szó, hogy a genetikai szabályozó program indítása hőmérsékletfüggő. Sikerült meghatározni az egyedfejlődésnek azt a szakaszát, amely különösen fontos az ivari meghatározás szempontjából. Ez az embrionális fejlődés második és harmadik harmadára esett, tehát csak ebben a szakaszban uralkodó hőmérsékleti értéktől függ az utódok neme. A hőmérséklet mellett a hüllők ivari meghatározása hormonfüggő is. Ismert, hogy ösztrogén (női nemi hormon) kezelés hatására akkor is nőstények fejlődnek a tojásokból, ha azokat hímfejlődést indukáló hőmérsékleten tartották. A hormonális hatás tehát elsődleges, mivel felülírja a hőmérséklet hatását. Az ösztrogén tesztoszteronból (hím nemi hormon) képződik, az aromatáz enzim közreműködésével. Ezt az is alátámasztja, hogy aromatáz aktivitásának gátlása hímeket eredményezett még akkor is, ha a tojásokat nőivarú fejlődést indukáló hőmérsékleten tartották. Az aromatáz aktivitása igen alacsonynak bizonyult hímfejlődést indukáló hőmérsékleten, tehát a hőmérséklet-függő ivarmeghatározás egyik kulcslépése lehet az aromatáz enzimet kódoló gén megnyilvánulásának hőmérséklet-függő szabályozása.