Als het warm is, wordt het een vrouwtje. Als het koud is een mannetje. Maar hoe dan?

Bij mensen en de meeste andere zoogdieren wordt het geslacht bepaald door de chromosomen. Maar bij veel schildpadden en enkele andere reptielen gaat dat anders. Hun geslacht wordt bepaald door de omgevingstemperaturen waaraan zij in een pril stadium van hun ontwikkeling worden blootgesteld. Een voorbeeldje. Wanneer de eitjes van een roodwangschildpad – een reptiel dat in veel aquaria te vinden is – bij 32 graden Celsius bewaard worden, komen er uiteindelijk alleen maar vrouwtjes uit. Terwijl uit eitjes die bij 26 graden Celsius bewaard worden, enkel mannetjes voortkomen.

Mysterie
Hoewel onderzoekers al zo’n vijftig jaar weten dat het geslacht van onder meer schildpadden door omgevingstemperatuur bepaald wordt, is het exacte mechanisme nog altijd onduidelijk. Maar een nieuw onderzoek – verschenen in het blad Science – lijkt een eerste stap te zijn in het ontrafelen van dat mysterie.

Kdm6b
De onderzoekers verzamelden nog maar net gelegde schildpadeieren en verdeelden deze in twee groepen. De ene groep werd blootgesteld aan temperaturen van zo’n 26 graden Celsius. De andere groep werd bij 32 graden Celsius bewaard. Vervolgens keken ze naar de activiteit van de genen. Ze ontdekten dat verschillenden genen in reactie op de ene temperatuur actiever werden dan in reactie op de andere temperatuur. Eén van de eerste genen die reageerde op de omgevingstemperatuur was Kdm6b: dit gen werd veel actiever bij lage (mannetjes voortbrengende) temperaturen, terwijl het bij hoge (vrouwtjes voortbrengende) temperaturen vrijwel stilviel.

Dmrt1
De onderzoekers gingen nog een stap verder. Ze legden het gen bij een aantal schildpad-embryo’s stil. Daarop bleken de embryo’s zelfs bij lage temperaturen – die normaal gesproken resulteren in een mannetje – uit te groeien tot vrouwtjes. Het wijst er sterk op dat dit gen een belangrijke rol speelt in de geslachtbepaling van de schildpadden. Vervolgonderzoek wijst uit dat dit gen de interactie aangaat met een deel van het genoom dat Dmrt1 wordt genoemd. Dit deel van het genoom is eigenlijk een soort schakelaar dat – als het geactiveerd wordt – de ontwikkeling van zaadballen in werking zet. Het gen Kdm6b blijkt dit deel van het genoom te activeren. En vervolgens komt er een serie processen op gang die erin resulteert dat een embryo zaadballen ontwikkelt en een mannetje wordt.

“De van temperatuur afhankelijke geslachtsbepaling is al heel lang een raadsel,” stelt onderzoeker Blanche Capel. “Dit is het eerste functionele bewijs voor een moleculair verband dat temperatuur linkt aan de seksuele ontwikkeling.” Maar met het onderzoek is de hele kwestie nog niet opgelost. Zo denken de onderzoekers dat
het waarnemen van temperaturen of veranderingen daarin niet inherent is aan het gen Kdm6b of het eiwit waar het voor codeert. Ze leiden dat af uit het feit dat lagere temperaturen enkel leidden tot een verhoogde genactiviteit in de toekomstige zaadballen van de schildpad, maar niet in andere ontwikkelende organen zoals het hart of de lever. Het betekent dat er dus een ander mechanisme moet zijn dat de omgevingstemperatuur ‘meet’. Vervolgonderzoek moet dat mechanisme blootleggen.