本报讯 如果特别温暖,一些开始发育为雄性的蜥蜴最终会孵化为雌性——现在科学家知道了原因:高温让基因压倒了决定性别的染色体。相关成果日前发表于《科学公共图书馆·遗传学》。
20世纪60年代,法国科学家发现,在温度高于30摄氏度时,塞内加尔的爬行动物会孵化为雌性。从那以后,研究人员注意到,许多爬行动物和一些鱼类的性别实际上完全取决于发育过程中的温度。
在少数动物中,如澳大利亚中部鬃狮蜥,性别取决于基因和温度。雄性有两个相同的性染色体ZZ,而雌性有两个不同的性染色体ZW。但如果孵化温度足够高,雄性胚胎就会发育成雌性。这意味着雌性可能会以两种方式中的一种发育,但这一现象背后的机制让科学家困惑了半个多世纪。
为探索这一奥秘,堪培拉大学的Sarah Whiteley和同事在28℃(ZZ胚胎孵化出雄性)和36℃(ZZ胚胎孵化出雌性)下对未孵化的中部鬃狮蜥进行了基因测序。
研究人员发现,在36℃下,与ZZ雌性胚胎相比,ZW雌性胚胎在主要的性发育阶段具有“显著”不同的活性基因,这表明有两组截然不同的基因可以使中部鬃狮蜥成为雌性。在ZZ雌性胚胎中,为雄性发育编码的基因被强制关闭,而那些为雌性发育编码的基因则被打开。
“在进化的时间尺度上,与人类性染色体相比,中部鬃狮蜥的性染色体是最近才发展起来的。”Whiteley说,“所以性别转换可能只是温度敏感性的遗留问题。”
Whiteley说,即便如此,她的研究中有两个ZZ雄性胚胎“抵制”了性别转换。虽然目前还没有确切的数字,但即使在36℃下,估计仍有1%的ZZ胚胎会孵化为雄性。
“为什么性别由温度决定仍然是未知的。但随着气候变暖,更高温度下更大的雌雄比例可能有利于物种生存。”Whiteley说,因为雌性决定了整个种群的繁殖量。(文乐乐)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1009465