欢迎您访问科普小知识本站旨在为大家提供日常生活中常见的科普小知识,以及科普文章!
您现在的位置是:首页  > 科普文章

生男生女?这个问题有时是由温度决定的

科普小知识2022-05-17 22:05:21
...

站在窗台上向外看,树上的鸟,花坛里的花,行走的人,天空中生长的树……所有的生物都被巧妙地分成了雄性和雌性,阴阳两极。那么,是什么因素决定了数百万生物的性别呢?

在许多物种中,性别决定是由遗传因素(基因)或遗传因素和环境因素的影响引起的。在基因型性别决定中,也称为遗传或染色体性别决定,男性和女性通过一些基因来指定他们的性形态。

然而,在某些情况下,生物体的性别是由环境因素决定的,如温度。有些物种,如各种花和鱼,没有固定的性别,但经历一个生命周期,并根据相应生命阶段的遗传线索改变其性别,这可能是由季节和温度等环境因素造成的。

最近,国际学术期刊《科学》报道了一项中美科学家关于环境温度对海龟性别影响的研究。对两栖动物来说,环境通常在很大程度上决定了动物的性别。今天,呃在院子里将和你谈论各种有趣的性别决定因素。

生男生女?这个问题有时是由温度决定的

海龟的性别可以由环境(源网络)决定

决定性的环境因素

温度相关决策

温度依赖决定因素(TSD)指环境温度影响胚胎发育的过程,包括脊椎动物(包括爬行动物)的性别决定。例如,在短吻鳄、一些海龟和蜥蜴中,性别取决于温度敏感期受精卵孵化的温度。对于TSD的一些物种来说,受精卵暴露在较高的温度下会产生一个性别的后代,而较低的温度会产生另一个性别。

生男生女?这个问题有时是由温度决定的

温度决定性别(来源*)

至于温度如何控制性别,浙江万里大学钱迎军团队的最新研究成果提供了重要线索。该团队发现了Dmrt1,一种红耳龟雄性性腺分化的关键基因,和KDM6B,一种位于组蛋白H3第27位的赖氨酸(H3K27)去甲基化酶,在红耳龟未分化的性腺中显示了温度依赖的二元表达分布。此外,温度替代实验表明,在性腺分化前,Kdm6b对温度变化反应迅速。在26摄氏度(所有后代发育为雄性的温度)时,敲除Kdm6b可以触发超过80%存活胚胎中的雄性逆转为雌性。KDM6B通过消除H3K27启动子附近的甲基化修饰,直接促进男性决定簇基因Dmrt1的转录。同时,Dmrt1的过表达可以恢复由Kdm6b破坏引起的性别逆转。

该研究揭示了龟种表观遗传机制与温度依赖性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调节陆龟的温度依赖性性别决定,为最终全面解释TSD机制奠定基础。

其他环境决策系统

动物体内还有其他环境性别决定系统,包括位置相关决定系统。例如,在海洋蠕虫中,如果幼虫与雌性有身体接触,幼虫就会变成雄性,这是由雌性产生的一种化学物质bonellin引起的。其他物种,如蜗牛,随着时间的推移会改变性别:当它们成年时,它们先变成雄性,然后变成雌性。

决定性的遗传因素

除了环境性别决定因素外,更多物种的性别决定因素是遗传因素。男性和女性有不同的等位基因甚至不同的基因来决定他们的性形态。在动物中,通常伴有染色体差异,通常通过XY、ZW、XO、ZO染色体或单倍体二倍体组合。

XX/XY性染色体

XX/XY性别决定系统因其在人体内的发现而闻名。XX/XY系统在大多数哺乳动物和一些昆虫中发现。在这个系统中,有两种类型的性染色体,一种是X染色体,另一种是Y染色体。这两种类型的染色体在形状和大小上不同,并且不同于其他染色体(常染色体)。以人类染色体为例,正常人有23对染色体,包括22对常染色体和一对性染色体(XX/XY)。正常女性有两条相同类型的性染色体,而正常男性有两条不同的性染色体。

1.以Y染色体为中心的性别决定

人类的性别是由Y染色体的存在与否决定的。Y染色体上有一个决定生物体雄性的SRY基因。一旦SRY基因被激活,细胞将产生雄激素,这可以确保一个单一的男性生殖系统的发展。在典型的XX胚胎中,细胞分泌雌激素,将身体推向雌性途径。除了人类之外,依赖SRY的物种成员可能有不寻常的XY染色体组合,比如拥有XXY染色体但仍然存活。

2.以X染色体为中心的性别决定

在果蝇和其他物种中,两条X染色体被用来确定雌性。Y染色体对果蝇的性别决定没有影响,但它只是男性生育能力的一个重要因素,在精子形成过程中被激活。使用x数来决定性别的物种不能通过额外的x染色体存活,如基因型XXX的果蝇。

3.其他XY染色体性别决定系统

除了XY性别决定系统之外,一些鱼还有该系统的变体。例如,虽然有一条xy染色体,米老鼠也有第二条Y染色体,叫做Y染色体,在功能上类似于x染色体,因此产生XY '雌性和YY '雄性,但是这个Y '染色体出现的概率不是很高。

田明顶鱼(来源*)

此外,鸭嘴兽还提出了一个特定的性别决定方案,该方案在某些方面与ZW性别染色体鸟相似,但缺少SRY基因。鸭嘴兽有十条性染色体,雄性有十条性染色体,而雌性有十条性染色体。为了确定鸭嘴兽确切的性别决定基因,科学家必须做更多的研究。

4.XX/X0性染色体

在XY系统的这个变体中,女性有两个性染色体拷贝(XX),但男性只有一个(X0),0表示没有第二个性染色体。许多昆虫都是这个系统的一部分,包括蚱蜢、蟋蟀和蟑螂。一些哺乳动物也缺乏Y染色体,包括北极棘皮动物和棘皮动物

鸟类的性别由ZW系统(源网络)决定

单倍体

膜翅目昆虫包括20多万种蚂蚁、蜜蜂、黄蜂和叶蜂。大多数成员是单倍体性别决定系统:雄性是单倍体(一个染色体组,即未受精卵直接发育),雌性是二倍体(两个染色体组,即受精卵发育)。在大多数膜翅目昆虫中,雌性可以在交配过程中从雄性那里获得精子,并将其储存在受精囊中。卵子成熟后,它沿着输卵管下降,精子从精囊释放出来使卵子受精。在这个过程中,雌性通常可以控制卵子是否受精,并可以调节后代的性别比例。在蜜蜂和蚂蚁群体中,二倍体雌性由未受精的卵发育而来,可以通过孤雌生殖产生后代。

根据评论,性别决定仍然相当复杂。对大多数生物体来说,遗传起着主要作用。然而,对于少数生物(如两栖动物、蜗牛等。),环境在决定性别方面也起着关键作用。