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海龟胚胎在出生前就决定了性别

淡水龟巢对于平衡性别比例至关重要,因为胚胎会根据环境温度来控制性别。

作者:Roni Dengler
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海龟、陆龟(下图所示)和其他爬行动物会在蛋内根据外界温度改变性别。这一特征让科学家们担心气候变化可能会导致它们的种群性别比例失衡。图片来源:Seasoning17/Shutterstock

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亚洲各地池塘的沙滩上点缀着淡水龟的巢穴。与许多爬行动物一样,胚胎会根据巢穴的温度是温暖还是凉爽,发育成雄性或雌性。科学家们注意到,雌性喜欢高温。也就是说,当温度较高时,孵化的海龟会发育成雌性。在较低的温度下,雄性会发育。鳄鱼和蜥蜴也是如此。

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随着全球气温升高,研究人员担心高温条件会导致海龟种群性别比例失衡,形成“全是女儿”的局面。这种情况可能会导致依赖温度影响后代性别的爬行动物走向灭绝。

然而,在本周发表的一项新研究中,研究人员表示,他们发现海龟胚胎实际上会在蛋内移动,以控制自己将要发育成何种性别。这一发现表明,与科学家们最初认为的相比,这些爬行动物对气候变化的适应能力更强。

“发现如此微小的生物体内存在如此令人惊讶的控制能力,表明在至少某些情况下,进化赋予了它们应对此类挑战的能力,”中国科学院生态环境研究中心的生态学家、新研究的负责人杜薇(Wei-Guo Du)说道。

追逐阳光

杜博士和他的团队已经知道,爬行动物胚胎会在狭小的蛋内移动。在之前的研究中,他们发现 海龟胚胎会寻找温暖的地方在蛋内“晒太阳”。但这些移动并不会影响性别发育。就像成年的海龟寻找阳光来控制体温一样,胚胎会寻找蛋内相对较暖的部分。如果温度太高, 它们会移动到较凉爽的地方。但胚胎为什么会在蛋内移动,这一点仍然不清楚。

研究人员使用一种名为辣椒素抑制剂的药物处理了海龟蛋,这种药物会阻断胚胎感知温度的能力。结果,与未接受药物处理的胚胎相比,胚胎的移动量减少了。研究小组报告说,在繁殖季节的五月相对凉爽的时期,所有接受辣椒素抑制剂处理的胚胎都孵化成了雄性。六月,当温度升高时,只有雌性出生。 本周四发表在《Current Biology》杂志上。相比之下,那些能够感知巢穴温度并在蛋内移动的胚胎,发育成雄性和雌性的比例约为 50:50。

气候缓冲器

随后,研究人员构建了一个模型,预测气候变化将如何影响中国淡水龟的雄雌比例。结果表明,海龟胚胎可能通过在蛋内移动来缓冲种群免受气候变化的影响。然而,它们的成功与否取决于巢穴上方有多少植被提供阴凉,以及气候变化的速度。如果气温上升过高,胚胎在蛋内的移动可能就无济于事了。

杜博士说:“胚胎对自己性别的控制可能不足以保护它们免受当前人类活动引起的速度更快的气候变化的影响。”

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