10 Minute
Sexul, cromozomii și un model global al duratei de viață
Pe diferite specii și continente, femelele tind să trăiască mai mult decât masculii — la oameni diferența medie este de aproximativ 5,4 ani. Un nou studiu comparativ asupra mamiferelor și păsărilor leagă aceste diferențe de durată de viață între sexe de factori evoluționari și genetici fundamentali, arătând totodată cum comportamentul și ecologia le pot modifica. Această cercetare oferă perspective importante pentru înțelegerea longevității, a biologiei sexuale și a conservării speciilor.
Biologii pot defini sexul în moduri variate, dar studiul de față a adoptat o definiție cromozomială clară: la mamifere, femelele au, în mod tipic, două cromozomi X, iar masculii un cromozom X și unul Y; la păsări, situația este inversă — femelele sunt heterogametice (un cromozom Z și unul W), iar masculii au doi cromozomi Z. Ipoteza sexului heterogametic propune că sexul care are doi cromozomi sexuali diferiți (heterogametic) este mai predispus la longevitate redusă, pentru că prezența unei singure copii a unui cromozom sexual poate expune mutații dăunătoare care nu sunt compensate de o a doua copie. Această teorie implică o legătură directă între arhitectura genetică și riscul de îmbătrânire diferit între sexe.
Designul studiului și sursele de date
Echipa internațională de cercetare condusă de primatologul Johanna Stärk de la Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology a examinat înregistrări privind speranța de viață la maturitate provenite din grădini zoologice pentru 1.176 de specii de mamifere și păsări. Pentru a valida aceste rezultate în condiții naturale, grupul a verificat și date publicate despre populații sălbatice pentru 110 dintre aceste specii, comparând tendințele observate în captivitate cu cele din mediul natural.
Folosirea unor seturi mari de date din grădini zoologice a redus „zgomotul” produs de factorii de mediu — animalele au diete controlate, îngrijire veterinară și expunere redusă la prădători — permițând cercetătorilor să izoleze contribuțiile genetice și comportamentale la diferențele de durată de viață. Analiza combină statistici demografice, clasificări ale sistemelor de împerechere (monogamie versus poligamie) și diferențe de dimensiune corporală specifice sexului. În plus, metodologia a inclus ajustări statistice pentru factori precum mărimea corpului, tipul de reproducere și taxonomia, pentru a minimiza confuziile și a evidenția patternurile consistente la scară largă.
Rezultatele cheie
În rândul mamiferelor analizate, femelele au trăit mai mult decât masculii în aproximativ 72% din specii, cu un avantaj mediu al femelelor de circa 12% în populațiile din grădini zoologice. În populațiile sălbatice acest avantaj feminin a crescut: diferența a fost, în medie, de 1,5 ori mai mare decât în condițiile captive, sugerând că stresul de mediu amplifică diferențele de longevitate între sexe. Acest efect al mediului indică faptul că factorii externi — prădători, variabilitatea resurselor, boli infecțioase — pot accentua vulnerabilitățile genetice inițiale.
Femelele au trăit mai mult decât masculii în majoritatea speciilor de mamifere analizate (culoarea roșie indică avantajul femelelor; albastru indică avantajul masculilor). (Stärk et al., Science Advances, 2025)
În schimb, la păsări, masculii au depășit femelele în durata de viață în aproximativ 68% din speciile studiate (avantaj mediu al masculilor ~5% în grădini zoologice), rezultat coerent cu sistemul cromozomial inversat la păsări, în care femelele sunt sexul heterogametic. Aceste contraste între clase susțin un rol al cromozomilor sexuali în modelarea diferențelor de longevitate, în conformitate cu ipoteza sexului heterogametic și cu observațiile despre modul în care arhitectura genetică poate influența riscul de îmbătrânire prematură.
Cu toate acestea, patternul nu a fost universal. Unele specii — în mod notabil multe păsări răpitoare — au prezentat tendința opusă, cu femele mai mari și cu durate de viață mai mari. „Anumite specii au prezentat opusul patternului de așteptat”, a remarcat Stärk, subliniind că configurația cromozomială reprezintă doar o parte a explicației. Această variație între specii arată că selecția naturală, rolurile ecologice, dimensiunea corporală și strategia de reproducere pot contrabalansa sau intensifica efectele genetice.
Rolul sistemelor de împerechere și al îngrijirii parentale
Echipa a identificat modificatori comportamentali clari ai duratei de viață. La mamiferele non-monogame (poligame), mortalitatea masculină a fost mai ridicată, probabil din cauza competiției intense între masculi, a comportamentelor de afișare și a asumării de riscuri care impun costuri de supraviețuire. Astfel de costuri comportamentale includ dueluri pentru accesul la femele, comportamente risc-poziționate care reduc vigilența la prădători și alocarea resurselor metabolice către reproducere în detrimentul întreținerii somatice.
La multe păsări, monogamia predominantă reduce competiția intensă între masculi și se asociază cu durate de viață mai egale între sexe — aceasta poate reflecta și faptul că parteneriatul pe termen lung echilibrează sarcinile de reproducere și expunerea la riscuri. Speciile în care un părinte investește masiv în pui au tendința ca acel sex îngrijitor să prezinte longevitate crescută; în primate, de exemplu, îngrijirea maternală prelungită creează o presiune de selecție pentru femele cu durate de viață mai mari, deoarece supraviețuirea maternă influențează direct succesul reproducător al descendenților.
Mai mult, diferențele de dimensiune corporală între sexe (dimorfism sexual) joacă un rol important: în speciile în care masculii sunt mult mai mari și concentrează energia în dezvoltarea trăsăturilor de afișare, costurile asupra longevității masculine tind să fie mai mari. În contrast, la speciile în care femelele sunt dominante ca mărime sau rol ecologic, ele pot prezenta longevitate mai mare prin selectarea unor strategii de supraviețuire și investire în reproducere care favorizează durabilitatea.
Implicații pentru biologia evolutivă și conservare
Studiul demonstrează că speranța de viață la adulți emergă dintr-o interacțiune complexă între genetică (cromozomii sexuali) și ecologie (sistemul de împerechere, îngrijirea puilor, prădarea). Aceasta înseamnă că predicțiile privind vulnerabilitatea specifică unui sex trebuie să ia în considerare atât factorii genetici intrinseci, cât și presiunile ecologice extrinseci. În contextul conservării faunei sălbatice, managerii ar trebui să includă riscurile de mortalitate specifice fiecărui sex în planificare: intervențiile care reduc competiția masculină sau atenuează stresorii de mediu (de exemplu, reducerea presiunii de braconaj, asigurarea habitate adecvate și acces la resurse) pot modifica dinamica populațiilor și pot preveni declinuri asimetrice între sexe.
Deși ipoteza sexului heterogametic primește susținere puternică la scară taxonomică largă, cercetătorii subliniază că aceasta nu poate explica pe deplin variația considerabilă a duratei de viață specifică sexului între specii. „Speranța de viață la adulți este probabil influențată de o combinație de factori de mediu și genetici”, scriu autorii, cerând studii integrative care să lege genomica, comportamentul și demografia într-un cadru coerent. În practică, acest lucru implică combinarea datelor pe termen lung din teren cu date funcționale din genom și experimente controlate pentru a clarifica mecanismele proximate care conduc la îmbătrânirea diferențiată între sexe.
Din perspectiva biologiei evolutive, rezultatele susțin o viziune complexă: cromozomii sexuali pot seta un risc de bază, dar efectele acestui risc sunt modelate, adesea dramatic, de mediul ecologic și de strategiile de viață (life-history) ale speciilor. Pentru conservare, aceasta înseamnă că intervențiile trebuie să fie specifice contextului — o abordare unică nu va funcționa pentru toate speciile, iar managementul eficient trebuie să integreze date despre longevitate, sex ratio, competiție sexuală și amenințări antropice.
Perspective expert
„Acest studiu este important pentru că combină seturi vaste de date demografice cu teoria evoluționistă”, a declarat dr. Maya Patel, biolog evoluționist la Institute for Comparative Genomics. „Arată că cromozomii sexuali stabilesc un risc de bază, dar sistemele de împerechere și investițiile parentale ajustează traiectoriile de longevitate în direcții diferite. Pentru cercetători și conservatori, asta înseamnă că soluțiile trebuie adaptate atât geneticii, cât și ecologiei.”
Comentariile experților reflectă necesitatea unei abordări interdisciplinare: integrarea datelor genomice (de ex. secvențierea regiunilor X/Z și Y/W, analize ale mutațiilor somatice legate de îmbătrânire), a studierii comportamentului în teren (măsurarea competiției sexuale, a distribuției resurselor) și a analizelor demografice pe termen lung (survival analysis, modele Cox, curbe de mortalitate și de supraviețuire). Numai astfel se pot construi modele predictive robuste ale longevitații specifice sexului în fața schimbărilor climatice și a presiunilor antropice.
Concluzie
Analiza comparativă realizată de Stärk și colaboratorii clarifică de ce femelele mamiferelor trăiesc adesea mai mult decât masculii: un amestec de arhitectură cromozomială și ecologie comportamentală. Heterogamia pare să creeze o vulnerabilitate genetică care este apoi amplificată sau atenuată de sistemele de împerechere, rolurile parentale și presiunile de mediu. Această sinergie între genetică și ecologie explică variabilitatea observată atât între clasele de vertebrate, cât și între specii individuale.
Studiile viitoare trebuie să integreze date genomice detaliate, studii longitudinale în teren și abordări experimentale pentru a desluși mecanismele proximate care produc îmbătrânirea specifică sexului la diverse taxone. În plus, traducerea acestor cunoștințe în practici de conservare adaptative și monitorizare pe termen lung va fi esențială pentru a proteja biodiversitatea în fața schimbărilor globale. Cercetarea subliniază importanța includerii evaluărilor de durată de viață și a riscurilor diferențiate pe sexe în planurile de management al speciilor amenințate, contribuind astfel la strategii de conservare mai eficiente și bazate pe dovezi.
Sursa: sciencealert
Lasă un Comentariu