揭秘动物性别决定机制：从性染色体到环境因素

揭秘动物性别决定机制：从性染色体到环境因素

动物世界的性别决定机制充满了神奇与多样性。从性染色体决定到环境因素影响，不同动物采用了多种方式来决定性别。本文将为您揭示这些令人惊叹的性别决定机制，并介绍中国科学家在红耳龟性别决定研究方面的最新发现。

性染色体决定性别

这是最为人熟知的性别决定方式，主要分为XY型和ZW型。在XY型中，雌性为同配性别（XX），雄性为异配性别（XY）。这种类型常见于哺乳动物、某些鱼类和两栖类以及双翅目昆虫。而ZW型则正好相反，雄性为同配性别（ZZ），雌性为异配性别（ZW）。鸟类、鳞翅目昆虫、某些鱼类、某些两栖类以及某些爬行类属于该类型。

染色体倍数决定性别

在膜翅目昆虫中，如蜜蜂，雄蜂由未受精的卵发育而成，只具有单倍体的染色体数，而雌蜂由受精卵发育而来，具有2倍的染色体数。

性染色体与常染色体比例决定性别

果蝇的性别决定机制较为特殊，X染色体的数目与常染色体（AA）之间的比例才是性别决定的关键。XX：AA为1：1时为雌性，XX：AA为1：2时为雄性。

多基因决定性别

某些鱼类的性别决定不仅涉及性染色体，常染色体上也含有次要的性别决定基因。当决定雄性的基因总量超过决定雌性基因的总量时，合子将是雄性，反之亦然。

性反转

性反转是指在一定条件下雌雄个体相互转化的现象，常见于鱼类中。例如，黄鳝的性腺会从卵巢转变为精巢，每条黄鳝一生都要经历雌性和雄性两个阶段。

环境条件决定性别

环境条件决定性别（ESD）是指性别由发育早期阶段的温度、光照或营养状况等环境条件决定。许多寄生的甲壳类以幼虫到达寄主的先后顺序来决定性别。此外，线虫的性别决定也与营养条件密切相关，营养条件好时发育成雌性，营养条件差时发育成雄性。

乌龟和鳄鱼的性别主要由孵化温度决定。例如，鳄类在30度及以上温度孵化全为雌性，32度时雄性占85%，雌性占15%。乌龟卵在20-27度条件下孵出个体为雄性，在30-35度孵出个体为雌性。

彩虹飞蜥Agama agama

红耳龟（Trachemys scripta）

温度依赖型性别决定的分子机理

中国科学家在红耳龟的性别决定研究中取得了重要突破。来自宁波的浙江万里学院的钱国英、葛楚天教授团队在顶级学术期刊《Science》上发表文章，揭示了温度依赖型性别决定（TSD）背后的分子机制。他们发现了一个关键基因Kdm6b，这个基因在温度变化时最先感受到变化，进而影响性别分化。通过干扰Kdm6b的工作，在低温状态下可以改变性别分化，使原本发育成雄性的个体有80-87%重新变成雌性。Kdm6b是一个组蛋白去甲基化酶，通过去除基因上的甲基化帽子，来调控性别决定相关基因的表达。

这项研究不仅揭示了TSD的分子机制，也为理解表观遗传学在性别决定中的作用提供了新的视角。