30年前的一個理論
生物學(xué)家在30年前發(fā)現(xiàn)，一些爬行動物的性別竟然和卵的孵化溫度有關(guān)。
今天的話題和一種俗稱“杰克龍”(Jacky dragon)的小動物有關(guān)。它的學(xué)名叫尖刺髭蜥(Amphibolurus muricatus)，屬于蜥蜴目鬣蜥科髭蜥屬。這是一種比較常見的蜥蜴，生活在澳大利亞東海岸。與其他蜥蜴不同的是，它們的壽命很短，只有三四年。在爬行動物中，它算得上是比較短命的一種。然而，有的科學(xué)家卻偏偏沖著這點(diǎn)找上了杰克龍。
澳大利亞悉尼大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院演化生物學(xué)家賽尼(Rick Shine)及其學(xué)生、現(xiàn)就讀于美國愛達(dá)荷州的華納(D.A.Warner)博士早在2004年，就決定對杰克龍的繁殖情況加以觀察實(shí)驗，“我們需要驗證出爬行動物后代是否由溫度等環(huán)境因素決定。”
賽尼的這項研究起因于30多年前的一個理論。1966年，現(xiàn)任教于美國新墨西哥大學(xué)的生物學(xué)家里克·查爾諾夫教授首次發(fā)現(xiàn)，普通鬣蜥(Agama agama)的性別竟是由孵化溫度決定的。查爾諾夫發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鬣蜥的卵在26℃-27℃環(huán)境中，孵出的個體全為雄性；當(dāng)卵處在29℃環(huán)境中，則孵出10%的個體為雌雄。如果把卵先在自然界中孵化一兩天，然后取回來，再放在29℃環(huán)境中繼續(xù)孵化，結(jié)果孵化出的個體性別比例為1：1。
這個奇怪的現(xiàn)象迅速引起科學(xué)界的關(guān)注。眾所周知，哺乳動物和鳥類的性別由受精卵的基因類型決定。基因復(fù)制的過程會產(chǎn)生總數(shù)相當(dāng)?shù)男坌院痛菩詡€體。為什么鬣蜥的性別卻由溫度而不是基因決定呢？下一個問題是，究竟哪些動物也任憑溫度操縱自己的命運(yùn)？
隨著研究的進(jìn)一步深入，1979年以后動物學(xué)家明確提出，某些爬形動物的性別由異型性染色體決定，即由基因決定受精卵發(fā)育為雄性或雌性個體。這就揭示了某些爬行動物性別決定機(jī)制與鳥獸類的相似，由異型性染色體決定。例如蛇類，以及動胸龜科中的沙氏麝香龜(Staurotypus salvinii)，它們都具異型性染色體，雄性為XY型，雌性為XX型。不過，對另一些爬行動物的分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中相當(dāng)部分不存在有異型性染色體———鱷類、絕大多數(shù)龜和某些壁虎。它們的性別也受制于孵化溫度嗎？
1980年，美國得克薩斯州立大學(xué)的研究者吉姆·布爾提出了一個理論，并將其寫進(jìn)《性別決定機(jī)制演化》一書中。布爾指出，某些環(huán)境因子，特別是孵化溫度對未發(fā)現(xiàn)異型性染色體的爬行動物起決定性別作用。布爾等研究者還對三種圖龜在不同孵化溫度時性別比及孵化時胚胎死亡數(shù)進(jìn)行研究，結(jié)果證實(shí)溫度影響圖龜與彩龜?shù)男詣e比。
進(jìn)而，查爾諾夫及布爾教授將這種現(xiàn)象命名為“環(huán)境性別決定”，并指出這不是大自然怪異行為的結(jié)果，相反，他們認(rèn)為在特定溫度下孵化的雄性或雄性幼仔具有演化優(yōu)勢，比如可能優(yōu)化后代數(shù)量。
此后，科學(xué)界便希望通過更多的實(shí)驗證明這個理論。而今，賽尼等研究人員就找到了一個實(shí)證，并稱找到了演化生物學(xué)的“圣杯”。相關(guān)研究成果發(fā)表在近日的《自然》雜志上。
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