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Nature 頭條:驚人的性別反轉(zhuǎn)
根據(jù)發(fā)表在7月1日《自然》(Nature)雜志上的一項研究,大約五分之一的野外捕獲雌性蜥蜴攜帶著雄性性染色體(ZZ),并且這些動物能夠交配,其生成的后代性別由受精卵孵化溫度所決定。這些研究結(jié)果表明,形成攜帶雄性染色體的雌性——這種性反轉(zhuǎn)(sex reversal)有可能是種群從基于基因型的性別模式轉(zhuǎn)變?yōu)榛跓崃康男詣e決定模式的一種機制。
這篇的評審、悉尼大學(xué)的進化生態(tài)學(xué)家Rick Shine說:“中這一令人驚嘆的故事并非是一個實驗室人為現(xiàn)象。而是在澳大利亞半荒漠環(huán)境中真實發(fā)生的事情。在那里到處都有許多遺傳上為雄性的雌性蜥蜴。我認為這真是一個驚人結(jié)果。”
堪培拉大學(xué)應(yīng)用生態(tài)學(xué)研究所的Arthur Georges和他的研究小組,以往曾證實鬃獅蜥可經(jīng)歷性反轉(zhuǎn),當在適當?shù)臏囟认路趸瘯r攜帶雄性染色體(ZZ)的受精卵可以變?yōu)楸硇蜑榇菩缘淖转{蜥。但對于自然中是否發(fā)生這種現(xiàn)象,以及它是否可以導(dǎo)致種群從遺傳性別決定轉(zhuǎn)換為熱量性別決定,卻并不清楚。
為了闡明這些問題,研究人員收集了來自野外131只鬃獅蜥的血液樣本,從形態(tài)上確定了它們的性別,然后利用PCR分析了它們的性染色體。Georges和同事們在這些蜥蜴中鑒別出了11只性反轉(zhuǎn)的雌性,盡管它們攜帶著雄性的ZZ基因型卻有著雌性的身體結(jié)構(gòu)。將一些動物帶回到實驗室后,研究小組發(fā)現(xiàn)不僅ZZ雌性可以與ZZ雄**配,讓科學(xué)家們大為吃驚的是,它們生成的后代數(shù)量是ZW雌性的近2倍。
的主要作者、應(yīng)用生態(tài)學(xué)研究所博士后Clare Holleley說:“這真實異乎尋常,好的雌性實際上在遺傳上是雄性。這是我們真的沒想到會觀察到的事物?!?/span>
ZZ雄性與ZZ雌性配對交配可以生成雄性和雌性后代:在低溫下受精卵會發(fā)育為雄性,而在高溫下它們會變?yōu)樾苑崔D(zhuǎn)的雌性。Shine說:“這篇表明確實存在溫度戰(zhàn)勝性染色體的現(xiàn)象。它可以大規(guī)模及快速地改變一個地方種群的性別決定系統(tǒng)?!?/span>
這些結(jié)果提出了一種可能:鬃獅蜥種群有可能轉(zhuǎn)換為了的熱量性別決定模式。的確,研究人員發(fā)現(xiàn)從2003年到2011年ZZ雌性的比例日益增長,但這一趨勢并不明顯?!八鼈儽砻髟谧匀恢邪l(fā)生了這種情況,且發(fā)生于多個種群中,有趣的是,長達八年的研究時間內(nèi)它越來越常見,”愛荷華州立大學(xué)進化生物學(xué)家Nicole Valenzuela(未參與該研究)說。
如果這一種群正在發(fā)生轉(zhuǎn)變,這由此又提出了一個問題:隨著氣候不斷地變化從長遠來看這些蜥蜴將受到怎樣的影響。一個令人關(guān)心的問題就是,性反轉(zhuǎn)雌性的后代有著較低的性反轉(zhuǎn)溫度閾值——這一現(xiàn)象有可能導(dǎo)致在溫暖的年份雌性過量。杜克大學(xué)Blanche Capel說:“這是一種沒人預(yù)想到的適應(yīng)。這真的會進化至產(chǎn)生穩(wěn)定的、無偏倚的性別比率,而使得物種免于滅絕嗎?”