Onderzoekers van het Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) en de Universiteit van Göteborg hebben ontdekt hoe genetisch identieke watervlooien zich ontwikkelen tot mannetjes of vrouwtjes, afhankelijk van omgevingsfactoren.

De onderzoekers, onder leiding van professor Akiko Hirayama van de OIST Marine Genomics Unit en professor Diarmaid Ó Foighil van de afdeling Mariene Wetenschappen van de Universiteit van Göteborg, bestudeerden de watervlo Daphnia magna, een kleine zoetwaterschaaldier dat zich zowel seksueel als ongeslachtelijk voortplant.

Daphnia magna is een soort die bekend staat om zijn cyclische parthenogenese, wat betekent dat hij afwisselt tussen aseksuele en seksuele voortplanting. Tijdens ongeslachtelijke voortplanting produceren vrouwtjes genetisch identieke nakomelingen zonder dat er mannetjes nodig zijn. Onder bepaalde omgevingsomstandigheden, zoals drukte of gebrek aan voedsel, schakelt Daphnia magna echter over op seksuele voortplanting en worden mannetjes geproduceerd.

De onderzoekers ontdekten dat een sleutelfactor bij het bepalen van het geslacht van Daphnia magna de concentratie is van een hormoon dat juveniel hormoon (JH) wordt genoemd. JH wordt geproduceerd door een klier in de kop van de watervlo en de niveaus ervan fluctueren tijdens de levenscyclus van het organisme.

Bij aseksuele vrouwen zijn de JH-niveaus hoog, wat de ontwikkeling van mannelijke kenmerken remt. Wanneer de JH-niveaus echter dalen, bijvoorbeeld als reactie op signalen uit de omgeving, veroorzaakt dit de ontwikkeling van mannen.

De onderzoekers ontdekten ook dat JH-niveaus worden gereguleerd door een gen genaamd doublesex (dsx). Dsx is bij veel dieren een hoofdregulator van de geslachtsbepaling, en bij Daphnia magna is het verantwoordelijk voor het controleren van de expressie van andere genen die betrokken zijn bij de mannelijke en vrouwelijke ontwikkeling.

Door te begrijpen hoe JH en dsx de geslachtsbepaling bij Daphnia magna controleren, hopen de onderzoekers inzicht te krijgen in de evolutie van seks en de regulering van seksuele voortplanting bij andere dieren.

De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.