Bazı hayvanların yumurtası fiziksel koşullara bağlı olarak nasıl oluyorda dişi veya erkek olmasını belirliyor yani fiziksel faktörler bir geni nasıl aktif eder?

Çevresel koşullar genlerin baz dizilimini değiştirmez, bunun yerine gelişim sürecindeki kritik pencerelerde hangi genlerin okunacağını belirleyen moleküler anahtarları, yani epigenetik mekanizmaları ve enzimatik yolları harekete geçirir. Fiziksel veya kimyasal bir uyaran, hücre zarındaki duyarga proteinleri ya da doğrudan sıcaklığa duyarlı enzimler aracılığıyla bir sinyal iletim zinciri başlatır ve ilgili genin önündeki kilitleri açar.

Sıcaklığa bağlı cinsiyet belirlenmesinde en temel mekanizma, kromatini saran histon proteinlerinin kimyasal olarak işaretlenmesi ve DNA metilasyonudur. Örneğin sürüngenlerde kuluçka sıcaklığı, hücre içi kalsiyum akışını ve sıcaklığa duyarlı histon demetilaz enzimlerini tetikler. KDM6B adı verilen bu enzim, erkek gelişimini başlatan Dmrt1 geninin önündeki baskılayıcı kimyasal etiketleri temizler. Baskı kalktığında transkripsiyon faktörleri gen bölgesine tutunur ve gen aktifleşir. Dişi gelişiminde ise sıcaklık, androjenleri östrojene dönüştüren aromataz enzimini kodlayan CYP19A1 geninin ifadesini sağlayarak hücresel hormon dengesini belirler.

Bahsettiğiniz yeşil bonelya, yani Bonellia viridis örneğinde ise fiziksel bir koşuldan ziyade kimyasal bir çevresel sinyal söz konusudur. Deniz tabanında henüz cinsiyeti belirlenmemiş serbest bir larva olarak yüzen bu canlı, ergin bir dişinin hortumuna tutunursa dişinin derisindeki yeşil renkli bonellin pigmentine maruz kalır. Bu kimyasal etken, larvanın gelişim basamaklarını yönlendirerek onun dişinin içinde mikroskobik bir erkek olarak yaşamasına yol açar. Çıplak zemine denk gelip bu kimyasal sinyali almayan larvalar ise bağımsız birer iri dişi olarak gelişir.

Canlılar, etrafımızı saran o soğuk ve cansız betonlar gibi dış dünyaya kapalı yapılar değildir. Toprağın ısısıyla uyanan bir tohumun kabuğunu çatlatması gibi, embriyo da yuvasının sıcaklığını veya komşusunun kimyasal kokusunu hücresine taşır. Genetik miras bir piyano ise, çevre o piyanoda hangi tuşlara basılacağını fısıldayan dokunuştur.