来源:科学大院
站在窗台向外眺望,树上的鸟儿、花坛的繁花、行走的人们、茁壮成长的苍天大树……所有的生物都巧妙地被划分为雌雄两性,阴阳两极。那么,是什么因素决定了万千众生的性别呢?
在许多物种中,性别决定由遗传因素(基因)或遗传因素与环境因素的影响共同产生。在基因型性别决定中,也称为遗传或染色体性别决定,雄性和雌性通过一些基因来指定它们的性形态。
不过,有些情况下,生物体的性别由环境因素(如温度)决定。一些物种,如各种花和鱼,没有固定的性别,而是经历了生命周期,在相应的生命阶段基于遗传线索改变性别,这可能是由于季节和温度等环境因素造成的。
近日,国际学术刊物《科学》杂志近日报道了中美科学家关于环境温度可以影响乌龟性别的研究[1]。对于两栖动物而言,环境通常在很大程度决定动物的性别。今天,大院er就跟你谈一下各种有趣的性别决定因素。
乌龟的性别可由环境决定(来源网络)
决定性别的环境因素
温度依赖性决定
温度依赖性决定因素(TSD)是指环境温度影响胚胎性发育的过程,其中包括爬行动物在内的脊椎动物的性别决定。比如在短吻鳄,一些海龟和蜥蜴类,性别取决于在温度敏感期孵化受精卵的温度。对于某些有TSD的物种,受精卵暴露在较热的温度中导致后代是一种性别,而较冷的温度导致另一种性别。
温度决定性别(来源维基百科)
对于温度如何控制性别,日前浙江万里学院的钱英国团队的最新研究成果提供了重要线索。该团队前期发现了红耳龟雄性性腺分化的关键基因Dmrt1,组蛋白H3第27位赖氨酸(H3K27)去甲基化酶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,而且温度置换实验显示,在性腺分化前,Kdm6b能快速响应温度变化。在26°C(所有后代发育成雄性的温度)下,敲除Kdm6b可以触发80%以上存活胚胎中的雄性逆转为雌性。KDM6B通过消除H3K27在其启动子附近的甲基化修饰直接促进雄性决定基因Dmrt1的转录。同时,Dmrt1过表达可以恢复Kdm6b破坏引起的性反转。
该研究揭示了龟类物种表观遗传机制与温度依赖性别决定之间的因果关系和直接遗传联系。证明组蛋白去甲基化酶KDM6B调控了龟的温度依赖型性别决定,继而为最终全面破译TSD机制奠定基础[1]。
钱英国团队的研究模型(来源于Science)