jk 露出 乌龟的性别是由温度决定的？中国科学家揭开谜题

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"性别决定"是指在胚胎发育早期，由某些关键信号决定胚胎发展成雄性或雌性的经由。

遗传型性别决定（Genetic Sex Determination， GSD）较为常见，即雌性 XX 与雄性 XY 集中造成下一代受精卵的时候，母亲提供的王人是 X 染色体，接纳父亲的 X 则发育为雌性，接纳父亲的 Y 则发育为雄性。

除了遗传型性别决定以外，有些生物的性别尽然还不错由它所处的环境决定，被称为环境型性别决定（Environmental Sex Determination， ESD）。这一机制的发现不仅挑战了咱们对性别决定的传统解析，也为咱们大开了一扇通往人命私密的新窗口。

环境型性别决定的生物有哪些？

环境型性别决定机制的关键在于环境要素，如温度、光照和养分景况等。

举例，在深海环境中，雄性红鲷鱼的美艳体色梗概发出稀奇信号，这些信号在雌鱼采用妃耦时进展蹙迫作用，当雄鱼的体色隐没机，形体最结实的雌鱼可能会履历性别逆转，它们通过分泌多数的雄性激素，促使其卵巢退化而变成雄性。

另一例子是咸水虾，它的性别决定受光照强度的影响，受长时间光照的个体发育为雌性，受短时间光照的个体则发育为雄性。

红耳龟：低温是雄性，高温是雌性

红耳龟看成一种常见的爬行动物，其性别发育具有独有的温度依赖型性别决定（TSD）机制：指的是在孵化经由中，某一阶段（温度敏锐时间）的孵化温度不错最终决定幼龟的性别。

红耳龟。图片来源：图虫创意

红耳龟性腺发育共有三个阶段：双向发缓期、性别决依期和性别发育期。

在红耳龟的温度敏锐时间（即性别决依期），温度不错决定性腺的发展处所：高温（如 31 ° C）倾向于产生雌性后代，低温（如 26 ° C）则倾向于产生雄性后代。

从红耳龟到鳄鱼，从某些种类的蛇到蜥蜴，越来越多的动物被发现具有这种独有的性别决定面目。

那么，温度究竟是怎么阐发它的"魔法"，在人命的滥觞上悄然决定了一个个新人命的性别呢？

温度决定性别的底层机制jk 露出

此前，已有有筹商标明，高温（31 ° C）会导致红耳龟体细胞内的钙离子加多，也即是说，钙离子干涉了性腺体细胞，从而激活了一种叫作念 pSTAT3 的转录调控因子，pSTAT3 又扼制了表不雅因子 Kdm6b 的抒发，进而扼制雄性性别决定基因 Dmrt1 的抒发，最终促龟蛋向雌性发育；而在低温环境下，pSTAT3 水平低，红耳龟发育为雄性。

温度依赖型性别决定的分子模子。图片来源：参考文件 [ 1 ]

然则雌性性别决定的基因调控道路还不泄漏。

最近，中国科学院动物有筹商所杜卫国团队则最新发现：温度教唆 pSTAT3 信号决定红耳龟雌性性别发育。 

有筹商东说念主员发现，在这个经由中，有两个蹙迫的分子在起作用：pSTAT3 和 FoxI2。pSTAT3 是一种转录因子，它不错匡助截止其他基因的开关；FoxI2 是一个与性别决定联系的基因。

当温度高的时候（31 ℃），pSTAT3 和 FoxI2 在红耳龟的性腺中王人活跃了起来，这会导致红耳龟发育成雌性；但若是温度低（26 ℃），pSTAT3 就不那么活跃，FoxI2 也不职责，红耳龟就会发育成雄性。

科学家们还作念了一些试验来测试 pSTAT3 的作用：他们通过用药物来调控 pSTAT3 的活性，试验发现，在 31 ℃（雌性温度）下扼制 pSTAT3，或者在 26 ℃（雄性温度）下激活 pSTAT3，均会教唆胚胎发素性别逆转。这标明 pSTAT3 对性别发育有很大的影响。

为了进一步说明这少量，科学家们还作念了一个试验——染色质免疫共千里淀试验。试验显现，在高温（ 31 ℃，雌性温度）下，pSTAT3 卵白会高度富集于 Foxl2 起首子（基因抒发的起首功能区）区域，而在低温（ 26 ℃，雄性温度）下，通过药物激活 pSTAT3 后，它也能与 FoxI2 的起首区域集中。这阐明，pSTAT3 照实梗概截止 FoxI2 基因的抒发。

终末，科学家们还发现，通过东说念主为地加多或减少 FoxI2 的抒发，不错逆转由 pSTAT3 活性变化引起的性别变化。比如，在高温（ 31 ℃ ）下，若是 pSTAT3 被扼制导致红耳龟从雌性变成雄性，那么通过加多 FoxI2 的抒发，不错规复红耳龟的雌性特征。相似，在低温（ 26 ℃ ）下，若是通过药物激活 pSTAT3 导致红耳龟从雄性变成雌性，那么通过减少 FoxI2 的抒发，不错规复红耳龟的雄性特征。

红耳龟温度依赖型性别决定的雌性信号通路。图片来源：中国科学院动物有筹商所

总的来说，这个有筹商揭示了温度怎么通过影响 pSTAT3 和 FoxI2 的活性来决定红耳龟的性别。这是一个异常意旨的发现，因为它展示了环境要素怎么径直影响生物的性别发育。

结语

这项有筹商发现了 pSTAT3 在决定雌性和雄性通路之间的关键作用，为全面破译环境依赖型性别决定（ESD）机制指明了处所，也为咱们贯通生物性别决定和发育经由提供了不一样的角度。

将来，这项有筹商效果致使还不错为难以养殖的濒危野纯真物保护和咱们东说念主类的生殖健康提供有价值的参考！

参考文件

[ 1 ] Weber C， Zhou Y， Lee JG， Looger LL， Qian G， Ge C， Capel B. Temperature-dependent sex determination is mediated by pSTAT3 repression of   Kdm6b. Science. 2020 Apr 17;368 ( 6488 ) :303-306. doi: 10.1126/science.aaz4165. PMID: 32299951.

[ 2 ] Wu P， Wang X， Ge C， Jin L， Ding Z， Liu F， Zhang J， Gao F， Du W. pSTAT3 activation of Foxl2 initiates the female pathway underlying temperature-dependent sex determination. Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 Sep 10;121 ( 37 ) :e2401752121. doi: 10.1073/pnas.2401752121IF: 9.4 Q1 . Epub 2024 Sep 3. PMID: 39226347; PMCID: PMC11406301.

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出品丨科普中国

作家丨虫豸实习生 生物学博士

监制丨中国科普博览

责编丨董娜娜

审校丨徐来 林林

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