溫度決定部分動物的性別

雖然大多數動物的性別由染色體決定，但是一些特殊的物種卻由環境的溫度變化來決定未來的性別。當溫度低于某個臨界值時，是一種性別，反之則是另一種性別。青蛙的性別可以由溫度決定，這在許多青蛙物種中得到了驗證。如果蝌蚪在20℃左右的溫度條件下發育，那么它們的雌雄數量相當；倘若將蝌蚪置于30℃左右的溫度下，則全部發育成雄性。

棲息在大西洋北部的銀邊魚胚胎，和人類一樣是由基因來決定性別的。而在大西洋的另一端，銀邊魚胚胎的性別卻是由周圍的水溫決定的，如果孵化溫度為25℃～29℃，孵化出的銀邊魚為雄性；如果孵化溫度為30℃～33℃，孵化出的銀邊魚則為雌性。

還有一些物種，雖然由基因表達決定性別，但隨著溫度的升高，開始沖破基因“指令”，朝著由溫度決定雌雄的方向發展。研究表明，歐洲鱸魚的性別取決于遺傳因素和環境因素的共同作用，正常情況下，群體性別比例均衡正常，即雄性和雌性個體數量相當。如果在早期發育的一個關鍵時期遇到水溫升高，歐洲鱸魚就會變性，群體中全是雄性個體，朝著“純爺們”的種群方向發展。

溫度影響動物性別，最著名的例子是爬行動物，如海龜、鱷魚和蜥蜴。在這些物種中，溫度決定了胚胎發育過程中性腺發育的方向，進而決定了最終的性別。

溫度決定部分動物性別這一現象，給了我們深入研究和理解動物行為與進化的機會。這種現象在自然界中可能是一種適應機制，使物種能夠根據環境條件調整性別比例，從而優化繁殖策略和生存機會。雖然具體機制還不完全清楚，但目前有三種假說得到了廣泛的認同。

第一種假說是較高的孵化溫度會加速胚胎的發育，因此與較高孵化溫度相關的性別會更早孵化。墨西哥國立自治大學生物學家迭戈·科爾特斯稱，爬行動物通常在生命繁盛的雨季孵化，早期孵化出來的幼崽能獲得更多的食物，生長得更快，成熟生存的機會也更高。

第二種假說是溫度決定性別給雌性動物提供了控制后代性別的方法。澳大利亞拉籌伯大學的遺傳學家詹妮弗·格雷夫斯指出，當種群數量較少時，母揚子鱷可能會選擇較涼爽的巢穴來孵化更多的雌性后代。反之，母揚子鱷可能會選擇更溫暖的地方的巢穴。

第三種假說是溫度決定性別取決于一種被稱為“芳香化酶”的物質，它是體內合成雌激素的重要催化酶，可以將雄性荷爾蒙轉化為雌性荷爾蒙。美國亞利桑那州立大學生物學家卡拉·默勒表示，在許多動物中，特定發育階段的高溫可以增加這種酶的水平，促使誕生更多雌性后代。

隨著全球氣溫的升高，生態系統中動物性別比例可能發生變化，對其種群的繁衍和生存產生深遠的影響。我們應該重視并加強相關的研究，并采取積極的行動來減緩全球變暖的進程，以保護動物的性別平衡。

高溫產生雌海龜

美國賓夕法尼亞州立大學生物學家的研究發現，海龜沒有明顯的性染色體和性特異基因，它們的性別取決于孵化過程中卵囊內的溫度。一般而言，高溫會孵化出雌海龜，而低溫會孵化出雄海龜。不同種類的海龜有不同的臨界度，即能產生數量相當的雌雄海龜的溫度。比如說，綠海龜的臨界溫度大約是29℃。

在海龜蛋孵化時，溫度會影響這些性別決定基因的表達，這些基因又進一步影響了性別發育的方向，這種現象被稱為“溫度依賴型性別決定”。以綠海龜為例，一個名為“DMRT1”的基因在低溫下高度表達，在高溫下則低度表達，而另一個名為“FOXL2”的基因在高溫下高度表達，在低溫下則低度表達。DMRT1和FOXL2分別是睪丸和卵巢發育所必需的轉錄因子。海龜具備這樣的特性，可能是為了適應不同地區和季節的環境變化。在一些地區，比如赤道附近，孵化期間的溫度比較穩定；而在一些地區，比如高緯度地區，孵化期間的溫度波動較大。如果海龜能夠根據溫度調節自己的性別比例，那么它們就能更好地適應不同的生存條件，保持種群的平衡和多樣性。

然而，隨著全球變暖，海龜的生存和繁衍面臨著威脅。由于氣溫升高，海龜的巢穴溫度也升高，導致雌海龜的數量增加。這可能會造成海龜的性別比例失衡，影響它們的交配和繁殖，對海龜種群造成威脅。如果孵化期間的溫度過高，那么海龜的胚胎可能遭遇致死或致畸的后果。

澳大利亞大堡礁北部是地球上最大、最重要的綠海龜棲息地之一。科學家對該地新生綠海龜抽樣調查后發現，在溫度稍高的海域，超過99%的新生綠海龜是雌性的，而在溫度較低的海域，這一比例是65%～69%。后續的研究顯示，當綠海龜孵卵的沙灘溫度超過29.3℃時，雌性幼龜的比例會顯著增多。對氣溫數據的分析發現，1990年以來，在每年12月至翌年3月的海龜繁殖期，大堡礁北部的沙灘溫度基本都超過了29.3℃。據此推算，過去20年間，該地孵化的海龜基本為雌海龜。

海龜是一種珍貴而古老的動物，它們在地球上已經生存了兩億多年。為了保護海龜免遭溫度變化的危害，科學家提出了減少溫室氣體排放，以延緩全球變暖速度的號召。截至目前，人們已采取了一些切實可行的舉措來保護海龜。比如，在海灘上種植植被，為海龜提供陰涼的巢穴環境；人工干預海龜的孵化過程，調節巢穴溫度或將海龜卵搬遷到溫度適宜的地點；監測和研究海龜的性別比例和種群動態，及時發現、解決問題。

雄鱷生于高溫

作為肉食性卵生脊椎爬行動物，鱷魚與2億多年前的恐龍同時代，也是迄今仍存活在世的最原始的爬行動物。它們以強大的生命力生存和繁衍，成為地球上最古老的生物“活化石”之一。鱷魚非常兇猛，常以小型哺乳動物為食。母鱷每次的產卵數為20～90枚。產卵之后，母鱷會用草或土把所有的卵都掩蓋起來，利用陽光和雜草受濕發酵的熱量對卵進行孵化。鱷魚胚胎的性別由孵化的環境溫度決定。

為了平衡雌雄的比例，母鱷會將一部分巢穴建在溫度接近 34℃的向陽坡或溫暖的樹林附近，而將另一部分的巢穴建在30℃或以下的低洼陰涼處或潮濕的沼澤地。鱷魚的性別是在孵化期間的7～21天決定的。最終，位于向陽坡或溫暖樹林附近的巢穴孵化出了雄性鱷魚，而位于低洼陰涼處或潮濕的沼澤地的巢穴則孵化出了雌性鱷魚。為了研究這一現象，科學家在實驗室里培育了一批小鱷魚。鱷魚胚胎被分成兩組，其中一組放置在25℃的溫度下，另一組則放置在30℃的溫度下。經過一段時間的孵化后，研究人員對孵化出來的幼鱷進行檢測，發現溫度對于性別有著非常顯著的影響。在溫度為 25℃時，幼鱷數量相對均衡，雄幼鱷和雌幼鱷的比例大致相等。在30℃時，雄幼鱷的數量占比已經超過 70%，是雌幼鱷的2倍多。

科學家解釋道，幼鱷體內酶的活性會受到溫度的影響而改變，這會影響到某些基因的表達，從而導致性別比例發生變化。

這個實驗不僅對于了解動物生殖的機制非常重要，而且也給了我們一個重要的啟示，即：環境的變化可以對生物產生非常重要的影響。這種影響可能是暫時性的，也可能是長期性的。對于物種來說，這意味著需要不斷地適應和應對環境的變化，才能夠生存下來。

蜥蜴性別受溫度和遺傳影響

來自塞內加爾達喀爾大學的動物學家馬德琳·夏尼爾首次發現，作為一種環境因素，溫度影響著生活在非洲中部及西部的彩虹飛蜥的性別發育。當溫度超過30℃，胚胎多發育為雌性個體。溫度對性別的影響在某些時候甚至可以超越性染色體。蜥蜴的性染色體為ZZ 或ZW，雄性有兩個相同的染色體——ZZ，雌性有兩個不同的染色體——ZW。一般而言，ZZ染色體胚胎發育為雄性，ZW染色體胚胎發育為雌性。但如果胚胎發育時溫度足夠高，本該發育為雄性的胚胎就會受到影響，進而發育成了雌性。

澳大利亞堪培拉大學應用生態研究所的生物學家莎拉·懷特利和亞瑟·喬治等人將一組鬃獅蜥胚胎分別置于28℃和 36℃的環境溫度下孵化。研究人員注意到，當環境溫度為 36℃時，在ZZ 型胚胎中，傾向激活雄性發育的基因被強制關閉，而雌性發育的基因被開啟。研究人員將這個現象稱為雄性胚胎發生“ZZ反轉”。這項研究首次發現了環境溫度決定鬃獅蜥性別的遺傳過程，揭示了驅使雌性鬃獅蜥發育的第二種途徑。

美國加州大學伯克利分校的生物學教授泰隆·海斯為此擔心，像鬃獅蜥這種特別容易被環境壓力左右的動物，可能會因氣候及棲息地問題而出現性別比例失衡，造成數量銳減，甚至種群滅絕的情況。

總而言之，溫度不僅是決定鬃獅蜥性別的一個重要因素，而且這種影響可以通過遺傳過程體現出來，說明溫度和遺傳因素共同作用，決定了鬃獅蜥的性別。盡管鬃獅蜥并不是唯一一種性別受溫度影響的爬行動物，但它是第一種證明這種影響可以超過遺傳基因的爬行動物。

（可可摘自“三聯生活周刊”微信公眾號）