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龟鳖类奇特的性别决定机制。

今天在这篇文章中,我会简单介绍一下龟鳖类奇特的性别决定机制。

1.温度依赖性性别决定的特点

温度依赖性性别决定(TSD)是区别于染色体性别决定(GSD)的一种性别决定方式,顾名思义,通过这种方式进行性别决定的动物后代的性比由胚胎时期发育温度决定。根据不同温度下所产后代性比不同,TSD模式则又可分为:Ia型/MF模式(高温产雌性后代,低温产雄性后代)、Ib型/FM模式(高温产雄性后代,低温产雌性后代)、Ⅱ型/FMF模式(高低温均产雌性后代,中温产雄性后代)3种模式。想一想如果家里的龟宝宝因为在外面冻了一夜,就都变成雄/雌的…细思极恐。

2.哪些龟鳖类是TSD的呢?

所有的鳄鱼、许多龟鳖和部分蜥蜴都属于TSD。在龟鳖类中,已知的TSD见下图:
不妨看看自家宠物中招了没?

3.TSD的机制

从生理水平来讲,温度敏感期时温度可以影响类固醇(一种性激素)的分泌,从而影响性腺皮质、髓质的发育,最终决定动物性别。有趣的是,所有卵从母体产出时体内类固醇水平有一定差异,因此最终的性别除了受到温度的影响,还受到温度敏感期之前体内激素水平影响。

从分子水平上来讲(鸟语预警!),温度可以影响细胞内一些酶的构象或者活性,而这些酶可以调控与类固醇激素有关基因的表达,从而最终影响激素分泌。近几年研究发现一种酶KDM6B在红耳龟未分化性腺中呈现温度依赖型二态性表达分布,而且在性腺分化前KDM6B能快速响应温度变化。KDM6B通过一些途径促进基因Dmrt1的表达,而Dmrt1正是决定性别的关键基因。可能由于不同物种的与KDM6B功能类似的酶对温度响应各不相同,因此会出现三种类型的TSD。

4.TSD的进化意义(鸟语预警*2)

说到这里,有些小朋友就会问,龟鳖类为何选择TSD而非GSD?它有什么优势吗?学者Charnov和Bull曾经提出过一个假说,将这个现象解释为在相同环境条件下如果一种动物的两性对环境的适应程度存在差异,那么亲本可以通过TSD调控后代两性比例来提高自己后代适应环境并存活下去的机会。这种假说也普遍被大家所认可。
在这个假说提出之后数十年,学者Warner、Shine做了一个实验来验证这个假说。他们用一种短世代的TSD动物——澳洲水手蜥作为实验动物,分别作芳香化酶抑制剂处理(这种处理可以消除温度对性比的影响)和不作处理,并在半野外条件下观察、对比这两种处理后后代繁殖成功比例。实验结果是未作处理的蜥蜴后代繁殖成功比例更大,说明TSD的确有提高适应环境程度的意义。至于实验结果是否具有普遍性,还是一个问题。

5.启发

鉴于其特殊的性别决定机制,我们在繁殖龟鳖类时应当控制合适的温度来达到我们想要的性别比例结果。假如不知道自己的龟宝宝是不是/是哪种TSD,也可以上网查一查、在论坛上咨询或者自己用恒温箱做个试验。

在保护动物方面,我们应该想到全球变暖对TSD动物产生的影响。随着人们不断向大气中排放温室气体,全球气温日益上升。这显然会对TSD动物们造成严重的影响,甚至可能导致其灭绝。这将是一个非常严重的问题。至于研究出以后如何更好地保护这些动物,也是所望于群公。
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最后编辑于:2020/8/26作者: 养龟君

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