Ještěři skupiny Scincoidea, tj. kruhochvosti (Cordylidae), ještěrkovci (Gerrhosauridae), scinci (Scincidae) a xantusie (Xantusiidae), mají pozoruhodnou ekologickou a morfologickou variabilitou. Předpokládalo se, že přinejmenším u skinků jsou systémy určení pohlaví také velmi variabilní. U ostatních tří čeledí byly důkazy pro přítomnost nebo nepřítomnost pohlavních chromozomů vzácné, přičemž výjimkou byly dva druhy xantusií s pohlavními chromozomy typu ZZ/ZW. V této práci byly k identifikaci cytogeneticky odlišitelných pohlavních chromosomů použity konvenční a molekulární cytogenetické metody včetně C-pruhování, fluorescenční in situ hybridizace (FISH) se sondami pro telomerické motivy a rDNA lokusy a komparativní genomová hybridizace. Většina studovaných druhů nevykazovala pohlavně-specifické rozdíly zjistitelné cytogenetickým vyšetřením. Nicméně jsme prokázali akumulaci lokusů rDNA na páru makrochromosomů a páru mikrochromosomů u samců, zatímco opět na páru makrochromosomů a jediném mikrochromosomu u samic druhu Tracheloptychus petersi. Pohlavně-specifická distribuce rDNA lokusů naznačuje, že tento druh má ZZ/ZW pohlavní chromosomy, což představuje první doklad o pohlavních chromosomech u zástupce čeledi Gerrhosauridae. U dalšího zástupce této čeledi, konkrétně u druhu Zonosaurus madagascariensis dokázala CGH identifikovat samičí chromosom W, což dále podporuje první nález. Cytogenetické vyšetření u scinků vedlo k identifikaci cytogeneticky odlišitelných pohlavních chromozomů XX/XY u druhu Tiliqua scincoides a potvrzení pohlavně vázaného polymorfismu v rDNA lokusech u druhu Scincus scincus. Následně analýza pokrytí genomu při sekvenování u S. scincus vedla k identifikaci několika genů specifických pro chromosom X, což dále vedlo k odhalení homologických, málo diferencovaných pohlavních chromosomů XX/XY u všech 13 testovaných druhů scinků. Tyto výsledky naznačují, že homologické pohlavní chromosomy XX/XY jsou sdíleny přes linii scinků pokrývají přibližně 1700 druhů, tj. zhruba 15% druhové rozmanitosti všech neptačích plazů. Stáří XX/XY chromosomů scinků jsme odhadli na nejméně 85 milionů let, což se blíží stáří vysoce diferencovaných ZZ/ZW pohlavních chromozomů ptáků a hadů skupiny Caenophidia. Analýza pohlavních chromosomů scinků ukazuje, že i málo diferencované pohlavní chromosomy mohou být dlouhodobě evolučně stabilní.
Preliminary scope of work in English
Scincoidean lizards, i.e. cordylids, gerrhosaurids, skinks and xantusiids, are known for their remarkable ecological and morphological variability. It was hypothesized that, at least in skinks, sex determining systems are highly variable as well. In the other three families, evidence for presence or absence of sex chromosomes has been scarce, with two species of night lizards with ZZ/ZW sex chromosomes being the exception. In this thesis, conventional and molecular cytogenetic methods, including C-banding, fluorescence in situ hybridization (FISH) with probes for telomeric motifs and rDNA loci and comparative genomic hybridization (CGH) were used to identify cytogenetically distinguishable sex chromosomes. Although most studied species showed no sex-specific differences by cytogenetic examination, some did. Tracheloptychus petersi has accumulations of rDNA loci on a pair of macrochromosomes and a pair of microchromosomes in males, while again on a pair of macrochromosomes and a single microchromosome in females. This distribution suggests a ZZ/ZW system in this species, which is the first report of sex chromosomes in any gerrhosaurid lizard. In Zonosaurus madagascariensis, CGH was able to identify the W chromosome in females, which is the second report of sex chromosomes in this family. Cytogenetic examinations in scincid lizards led to the identification of cytogenetically distinguishable XX/XY sex chromosomes in Tiliqua scincoides and confirmed sex-associated nucleolus organizer region (NOR) polymorphism in Scincus scincus. Subsequently, a genome coverage analysis in S. scincus led to the identification of several X-linked genes, which in turn uncovered homologous and poorly differentiated XX/XY sex chromosomes across all 13 tested scincid species. These results indicate that homologous XX/XY sex chromosomes are shared across nearly the whole scincid phylogeny, covering around 1700 species representing 15% of reptile species diversity. The age of the XX/XY sex determination system of skinks is estimated to be at least 85 million years, approaching the age of highly differentiated ZZ/ZW sex chromosomes of birds and advanced snakes. Scincid sex chromosomes demonstrate that even poorly differentiated sex chromosomes can be evolutionary stable in the long-term.
- assigned by the advisor