Africký motýl Bicyclus anynana z čeledi babočkovitých se často se používá pro výzkum v oblasti genetiky, mimo jiné díky jeho schopnosti rychle se množit a relativně snadno se chovat v laboratorních podmínkách. Mezinárodní tým vědců, jehož členkou byla také Magda Zrzavá z Katedry zoologie PřF JU nyní odhalil, že u tohoto druhu existují dva mechanismy určení pohlaví, z nichž jeden dosud nikdy nebyl u motýlů popsán. Práce byla publikována v prestižním časopise Science Advances.
Vývoj dvou různých pohlaví patří mezi nejvýznamnější biologické znaky, ale navzdory důležitosti nejsou u většiny druhů známy genetické mechanismy, které jej řídí. Hlavním důvodem, proč je stále známo tak málo, je to, že tyto mechanismy jsou extrémně rozmanité. Lepidoptera, což je velká skupina hmyzu zahrnující můry a motýly, má pohlavní chromosomy W a Z místo X a Y. Samice mají obvykle pár chromosomů WZ a samci mají dva chromosomy Z. Pohlaví je u některých druhů určeno chromosomem W, ale existují i druhy, u kterých samice chromosom W nemají. Tyto druhy mají mechanismy určení pohlaví, které zatím nejsou známy.
Pohlaví motýla Bicyclus anynana je řízeno různou kombinací alel (variant) genu Masculinizer umístěného na pohlavním chromosomu Z. Samice mohou mít jen jednu alelu, samci musejí mít dvě různé alely. Pokud se u samce vyskytnou dvě stejné alely, samec umírá ve stádiu embrya. Pokud se potvrdí, že stejný mechansmus určení pohlaví vyskytuje i u jiných druhů motýlů, může to zejména u těch ohrožených představovat vážný problém. Gen Masculinizer má v běžně velké populaci mnoho alel, ale šance získat dvě identické alely je podstatně vvyšší ve velmi malých populacích, kde příbuzenské páření vede ke snížené genetickou variabilitě.
Tento mechanismus určení pohlaví je prvním mechanismem odhaleným u denních motýlů a velmi se liší od mechanismu, popsaného u bource morušového (Bombyx mori), který je závislý na chromosomu W. Překvapivě se mnohem více podobá způsobu určění pohlaví u včel medonosných, které patřící mezi blanokřídlé. To, že se podobný mechanismus vyvinul nezávisle u motýla Bicyclus anynana a včel, z něj činí zajímavý příklad konvergentní evoluce.
Van’t Hof, A.E., Whiteford, S., Yung, C.J., Yoshido A., Zrzavá, M., de Jong, M.A., Tan, K.L., Zhu, D., Monteiro, A., Brakefield, P.M., Marec, F., Saccheri, I.J. (2024). Zygosity-based sex determination in a butterfly drives hypervariability of Masculinizer. Science Advances 10 (18) 10.1126/sciadv.adj6979.