你可能从一位深受喜爱的“医生”那里听过这首童谣：“一条鱼，两条鱼，红色的鱼，蓝色的鱼……有些有两条腿，有些有四条腿。”但苏斯博士并不是生物学家（也不是医生）。否则，他的鱼的故事可能会变得更加离奇。
有些鱼不是长两条腿，而是有两个性别。有些从雄性转变为雌性，反之亦然。这其实并不罕见——多达500种鱼类可以在成年后改变性别，还有许多其他动物和植物也是如此。
如今，研究人员正在揭示决定生物性别的许多因素。尽管遗传学是主要因素，但近期研究表明，压力、创伤和气候也会影响性别。正在进行的研究揭示了生物性别表达令人惊讶的灵活性，以及影响其的社会和环境线索网络。
“如果我从研究这一切中学到了什么，那就是性别表达绝非直截了当，”科尔盖特大学的生物学家詹妮弗·布莱克-马哈茂德说。
尼莫的真相
《海底总动员》错了。这部迪士尼电影讲述了一位单亲小丑鱼父亲为了寻找儿子尼莫而离开海葵家园的故事。布莱克-马哈茂德说，一些成年鱼能够改变性别，尤其是小丑鱼的繁殖习性（它们都出生为雄性），这颠覆了这个故事的前提。“爸爸会变成妈妈，海葵里下一条最大的雄鱼会变成爸爸，”她说。
尽管布莱克-马哈茂德主要研究植物，但环境影响和灵活表达的类似原理在树木、鸟类和爬行动物中也存在。许多研究人员已经记录了鱼类从雌性转变为雄性，例如蓝头鱼。
去年发表在《科学进展》杂志上的一项重要研究报告称，从一群蓝头鱼中移除占统治地位的雄鱼，“会在几天之内诱导最大的雌鱼发生快速而完全的性别转变”。这项在佛罗里达礁岛群进行的研究在分子层面追踪了这些变化，记录了雌鱼体内某些雌激素水平的下降，导致在20天内完全发育出雄性器官。
该研究强调压力是引发性别可塑性的关键因素。在这种情况下，缺乏占统治地位的雄鱼似乎是促使雌鱼转变为雄性的社会信号。另一项近期研究则记录了由生理压力和创伤引起的树木的雄性到雌性的性别转变。
创伤引发转变
今年早些时候，布莱克-马哈茂德发表了一份关于物理创伤如何导致条纹枫树从雄性转变为雌性的报告。她的研究，“当形势严峻时，强者变成女人”发表在《美国植物学杂志》上，持续了两年对特定树木的监测。以及对它们的虐待。
“我出去，以各种不同的方式骚扰了一堆树。我拔掉了它们所有的叶子。我砍掉了它们所有的树枝，”布莱克-马哈茂德说。
结果并非所有雄树都变成了雌性。但是，随着创伤的严重程度增加，从雄性转变为雌性的几率也随之增加。当特定树木的所有叶子都被移除时，它们在第二年开雌花的几率高出4.5倍。
“在这个物种中，损害是触发性别转变的一个线索，”她说。“我们发现，最显著和最严重的损害类型与从雄性到雌性的转变相关。”
这项研究捕捉了自然界中许多例子中的一个，在这些例子中，环境而非染色体在性别决定中起主导作用。
比染色体更复杂
大多数人都熟悉基因型性别决定。这是指染色体，如X或Y，在细胞和结构发育中起决定作用。驱动雄性、雌性或雌雄同体发育的第二种常见驱动力是环境性别决定，其中温度等因素控制着生物的性别。
奥本大学的进化生态学家丹尼尔·沃纳说，尽管传统上倾向于将这两种过程划分为二元对立——一种机制或另一种机制决定命运，具体取决于物种——但越来越多的研究表明，性别发育并非如此简单。
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“如今有越来越多的证据表明这是一个连续体。你有一些基因影响，也有一些环境影响共同作用，”他说。“环境仍然可以压倒基因效应。”这意味着，根据环境条件，外部生物学和行为有时会在一个生物体中表现出雌性特征，而它的基因构成却是雄性——反之亦然。
沃纳说，在一些无脊椎动物、鸟类和植物中，已知的环境性别决定因素现在包括种群密度、阳光强度和寄生虫负荷。温度仍然是最突出的因素，也是研究最多的因素。沃纳的大部分工作都分析了爬行动物（包括一些龟类和蜥蜴类）的性别决定，在这些物种中，温度直接决定了从卵中孵化出的雄性或雌性。
气候变化与性别
沃纳说，关于性别决定的新兴研究对物种在快速变化的气候中的生存能力有直接影响。例如，想想全球海滩沙滩上埋藏的数千枚海龟蛋。
2018年发表在《当代生物学》杂志上的一项研究正是这样做的，该研究重点关注了澳大利亚大堡礁附近的海龟。结果显示，在某些情况下，雌性比例高达99%。该研究报告称，这些种群“在二十多年里主要产生雌性，并且该种群的完全雌性化在不久的将来是可能的。”
布莱克-马哈茂德还指出，气候变化是条纹枫树因创伤而改变性别的严峻因素。“气候变化会影响温度，但它影响的远不止这些，”她说。
“在气候变化的情况下，各种生物的生活压力都越来越大，这包括植物，”布莱克-马哈茂德补充道。“它们正在应对干旱。它们正在应对昆虫爆发。它们正在应对非常恶劣的风暴。”
当这些因素影响性别比例时，就会出现关于可持续性的问题。如果气候变化过快，历史上帮助物种得以繁衍的性别转变能力可能会开始损害它们。只有时间才能证明哪些物种将承受最严重的气候变暖的影响。
