Některé druhy želv si se změnami klimatu umí poradit

O pohlaví želv, které se mají vylíhnout, podobně jako o pohlaví mnoha dalších plazů, rozhoduje teplota, za jaké se vyvíjejí zárodky v nakladených vejcích. Želví embryo zaznamenává okolní teplotu speciálními čidly v mozku. Při různých teplotách jsou odlišně aktivovány geny zodpovědné za produkci samčích nebo samičích hormonů a odlišné hladiny hormonů pak „přehodí výhybku“ při vývoji pohlavních orgánů směrem ke vzniku samice nebo samce. 

Pohlaví na teplotní houpačce

Jestliže se teploty pohybují v poměrně úzkém rozmezí optimálních inkubačních teplot, z vajec se ve vyrovnaném poměru líhnou zástupci obou pohlaví. Stačí však, aby při inkubaci panovaly o něco vyšší nebo naopak nižší teploty, a rázem mezi potomstvem převládají buď jen samičky, nebo naopak samci. 

Vzestup teplot v důsledku globálního oteplování už dnes citelně dopadá na vývoj embryí ve vejcích plazů a želvy nejsou výjimkou. U karet obrovských (Chelonia mydas) z Velkého bariérového útesu vědci hlásí povážlivý posun v poměru pohlaví. Tyto mořské želvy kladou vejce na stále stejná místa a jak teplota stoupá, ze zárodků se ve stále větší míře líhnou samice. Zatímco na jihu Velkého bariérového útesu, kde teploty nejsou tak vysoké, se líhnou samičky asi ze dvou třetin nakladených vajec, na severním okraji útesu už vyšplhal podíl samic mezi vylíhlými mláďaty na 99 %. S takhle vychýleným poměrem mezi samci a samicemi se populace karet obrovských dostává do vážných potíží. Samice se nemají s kým pářit a kladou neoplozená vejce. 

Odborníci však upozorňují, že řada druhů želv se v průběhu milionů let dokázala vypořádat jak se silnými ochlazeními, tak i s výraznými vzestupy teplot. Jak tyto želvy úkladům klimatických změn odolaly? Jednu z možných odpovědí nabízí čínsko-australský tým vedený Wei-Guo Duem z pekingské Čínské akademie věd a Rickem Shinem z Macqeurieho univerzity v Sydney. Výsledky jejich studie zveřejnil významný vědecký časopis Current Biology. 

Boj s odchylkami teplot

Du, Shine a jejich spolupracovníci si pro pokusy vybrali sladkovodní čínskou želvu Reevesovu (Mauremys reevesii). Vědci pečlivě měřili teplotu inkubovaných želvích vajec a zjistili, že ta se může na různých místech jednoho vejce lišit až o 4,7 °C! V průměru se rozdíly teplot na jednom vejci pohybovaly kolem 1,7 °C, ale i takový rozptyl může ve vývoji zárodků sehrát významnou roli. Želví embryo by mohlo využít rozdíly teplot uvnitř vejce k tomu, aby samo ovlivňovalo vývoj svých pohlavních orgánů. Muselo by se však během inkubace aktivně pohybovat ve vejci a vyhledávat podle potřeby buď jeho chladnější, nebo naopak teplejší část. Dokážou to želví zárodky?

Vědci vpravili do některých vajec látku, která embryím vyřadí z činnosti mozková čidla pro vnímání teploty, a sledovali pohyb zárodků uvnitř vajec zahřívaných z jedné strany lampou. Po týdnu zjistili, že se embrya uvnitř vejce posunula. Ne o mnoho, ale změna pozice byla přesto zcela zřetelná. Zárodky s narušeným mozkovým „teploměrem“ však zůstaly bez pohybu na jednom místě. 

V dalším pokusu vědci inkubovali vejce s funkčním nebo vyblokovaným „teploměrem“ při teplotách buď o něco nižších, nebo naopak o něco vyšších než teplota, za níž se mláďata želvy Reevesovy vyvíjejí ve vyrovnaném poměru pohlaví 1 : 1. Zárodky s plně funkčním tepelným čidlem se dokázaly s odchylkou od optimální teploty vyrovnat a mláďata se líhla i nadále ve vyrovnaném poměru pohlaví. U embryí neschopných vnímat okolní teplotu navodilo i mírné ochlazení masový vývoj v samce. Zvýšení teploty naopak udělalo z valné části populace samice. 

Vědci předpokládají, že embrya schopná vnímat teplotu dovedou pohybem uvnitř vejce teplotní odchylku do určité míry vyrovnat. Embrya, která teplotu neregistrují, však odchylku od optimální teploty kompenzovat nedokážou. 

Otazníky zůstávají

Du a Shine jsou přesvědčeni, že aspoň některé druhy želv dokážou globální změně klimatu částečně vzdorovat. Řadou strategií pro ovlivnění inkubačních teplot vajec disponují i želví matky. Mohou zvolit pro hnízdo stinnější místo, nebo ukládat vejce hlouběji pod povrch. Nepříznivým důsledkům vzestupu teplot tak mohou vzdorovat želvy Reevesovy společným úsilím matek a zárodků ve vejcích.

Řada herpetologů je k závěrům studie čínsko-australského týmu skeptická. Pozastavují se nad poměrně malým posunem zárodku ve vejci a namítají, že to ke kompenzaci nevhodně vysokých teplot nestačí. Želví embryo je uvnitř vejce uvězněno mezi vzduchovou komůrkou a objemným žloutkem. V oboustranném sevření má zárodek podle skeptiků, jako je Frederic Janzen z Iowa State University, prakticky nulový manévrovací prostor. Rick Shine spekuluje, že se embryo nemusí uvnitř vejce pohybovat vlastními silami, ale že změna teploty vyústí v odlišné rozložení tlaků ve vejci. Při ochlazení je pak zárodek natlačen do teplejších částí vejce a naopak, při ohřátí je stažen do části s nižší teplotou. Mechanismy, které by stály v pozadí těchto posunů, zůstávají záhadou. 

Stále také není jasné, jaké pohyby embryo ve vejci vykonává. Vědci měřili polohu zárodku jen na začátku inkubace a následně pak s odstupem jednoho týdne. Posouvá se embryo pomalu po celou dobu, nebo rychle změní polohu už na začátku inkubace a pak už se nehýbe? Jasné je tedy jen jedno. Před výzkumem vývoje pohlaví želv a dalších plazů zůstává i nadále celá řada nezodpovězených otázek.