乌龟胚胎竟可能“自主”决定自己的性别?
2019-08-08 09:38

乌龟胚胎竟可能“自主”决定自己的性别?

本文来自微信公众号:学术经纬(ID:Global_Academia),原文标题为《世界真奇妙……乌龟胚胎竟可能“自主”决定自己的性别?》,头图来自视觉中国


很多卵生的爬行动物有一种神奇的特性——孵化环境的温度,可以决定后代的性别。区区几度的变化,就往往能够决定这些动物后代是雄性还是雌性。


▲不少卵生爬行动物的后代,其性别受到了温度的影响(图片来源:Pixabay)


这本身只是一个自然界中的有趣现象,却由于全球变暖的趋势而变得严峻起来——如果整体环境上升到几度,这些动物就可能出现严重的性别失调,甚至导致灭绝。因此,科学家们也一直想要探明温度如何决定这些动物的性别,以找到潜在的解决方案。


其中,中国科学院动物研究所的杜卫国研究员团队对“胚胎的自我缓冲能力”产生了研究兴趣。这是指这些动物的胚胎能够在狭小的蛋壳中寻找温度较高或较低的部位,进行性别选择上的自我调节。这可不是什么小事——在乌龟蛋中,温差可达4.7度!而只要变化2度,就可以影响很多乌龟种类的性别比例。2011年,他们曾在PNAS期刊上发表文章,表明乌龟的胚胎可以在这些具有不同温度的部位间移动。



上周,他们又在Current Biology上发文,在这一方向做出了新的发现。他们指出,通过在蛋壳中寻找最适宜的位置,胚胎能够避免在温度过高或过低的地方发育,使得自己的性别为“男女各半”。这可以被视为是胚胎对性别的一种自我调节与决定机制。


具体来看,他们在嘉兴研究了一种淡水龟的发育状况。他们将乌龟蛋分为两组,一组接受了特殊的处理,抑制了胚胎根据温度进行移动,寻找“舒适区”的能力。在这种情况下,这些胚胎就只会简单依照环境温度进行发育。果不其然,一周后,他们发现出生的小龟性别受到了温度的巨大影响。视温度不同,它们要么基本上都是雄性,要么基本上都是雌性。


▲经过处理的乌龟蛋,胚胎会停留在靠近中间的位置(上图)。没有经过处理的乌龟蛋,胚胎会前往其他位置。图中为前往了温度较高的一端(下图)(图片来源:参考资料[1])


有趣的是,在另一组未经处理的乌龟蛋里,胚胎看似能够感知周围的温度,并在蛋壳中出现更为明显的移动。研究人员们指出,这些胚胎会移动到蛋中的“宜居带”,摆脱环境温度对性别的控制。而观察到的结果也证实了这个理论:诞生的小龟性别的确约为“男女各半”。


研究人员们认为,这个发现表明胚胎有能力找到自己的“舒适区”,使得性别能够不受温度控制,从而出现随机选择。这样能够最大程度上地避免种群的性别单一问题。


另一些生物学家表示,这个解读有些“大胆”。在《科学》杂志的相关报道中,一名演化生物学家指出,乌龟胚胎在发育过程中并不能有效控制自己的体温,而且乌龟蛋中狭小的空间也难以让胚胎进行自由移动。“这些数据很有趣。如果它们能成立,将会是非常重要的,”他说道:“但我不认为它展现得如同作者说的那样清晰。”


至于乌龟胚胎究竟是“有意”还是“无意”对自己的位置进行了调节,这种调节背后的机理又是什么,这些问题都还有待于科学家们未来的探索。如果这些发现能得到更多的证据支持,无疑将会为我们揭示大自然的神奇一面。


参考资料:

[1] Yin-Zi Ye et al., (2019), The Embryos of Turtles Can Influence Their Own Sexual Destinies, Current Biology, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.06.038

[2] Turtle embryos may determine their own sex—by seeking the perfect temperature, Retrieved August 1, 2019, from https://www.sciencemag.org/news/2019/08/turtle-embryos-may-determine-their-own-sex-seeking-perfect-temperature

[3] Turtle embryos play a role in determining their own sex, Retrieved August 1, 2019, from https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190801131435.htm


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