温度决定龟类性别的背后原理居然是……

▲一只刚破壳的日本地龟

即使不是专门养龟的或者像我这样的萌新（龟葩注：难道现在大佬都喜欢这样讲话了？！），也多多少少可以从书本或者从电视节目中了解到一些龟的性别是由孵化时的温度决定的。一般而言，这些依靠温度决定性别的龟类在较低的孵化温度下孵化出的龟大多为雄性，在较高温度下孵化的反之。因此，有时候一些科研或养殖单位也会通过不断探索决定不同龟类性别的临界温度以达到保护种群或者盈利的目的。

▲田纳西水族馆中的5只眼斑龟人工繁殖个体，图片来源Contributed Photo /Times Free Press.

但是这些龟类又是如何将孵化温度转变为性别的呢？罗罗一直百思不得其解。但是现在，或许已经有人找到了答案。

美国北达科他州综合大学的生物学家Turk Rhen和他的研究小组，数十年以来都在研究这个问题。这一研究小组以采集自明尼苏达州的普通拟鳄龟作为实验对象进行性分化研究，皇天不负有心人，他们可能已经找到了确切答案。在2016年5月，他们的实验成果发布于《遗传学》杂志中€€€€他们认为，龟类通过一种东西实现了温度向性别的转化（请允许我卖个关子）！

▲金头闭壳龟幼苗

在过去的研究中，虽然科学家们都知道一个无性的龟类胚胎出现性别分化的过程是或多或少受基因影响的。在龟类胚胎发育的初期，一些能够控制人类性别的基因同样地能够对龟起作用。这样的知识无疑为Rhen等人的研究打下了基础。

多年以来，Rhen等人将CIRBP（the cold-inducible RNA-binding protein gene，人冷诱导RNA结合蛋白）作为“怀疑”的对象。因为对于一个正在发育中的胚胎来说，CIRBP类似于建筑工地的“包工头”，它指导了DNA转录到RNA，然后制造出能完成身体工作的蛋白质。当每个细胞被“打开”时，会导致无定形的组织分化成雌性与雄性的生殖器官，并由此引发一系列的反应，最终形成雄性与雌性个体。换而言之，CIRBP能使龟在胚胎时期能根据温度决定性别。

▲上面这个就是Turk Rhen本人啦

Rhen是如何证明CIRBP所起的作用呢？

他将龟卵放入孵化器中孵化，在其中5天的发育期内，当胚胎性别分化发生时（孵化它们的环境温度变化不到5.5℃）。然后它们身体的组织就会被人们检查，看它们在这样的孵化环境下是如何产生反应的。检查的结果表明，CIRBP起了作用，并且在这一过程中，幼龟基因表达的转变就发生在一天之内。当然仅仅如此还是没有太大说服力的，他们进行了进一步试验后发现，通过人为方式使CIRBP产生了微小的变化，例如只交换了另一个组成DNA的分子，结果也改变了龟对温度的反应。具体的实验表明，其中一种版本的CIRBP降低了孵化雌性的温度阙值，另外一个版本的则与此相反。这就说明了CIRBP在龟类将温度转变为性别的过程中的重要作用，然而要确认CIRBP是否会参与调节其他基因的表达从而决定性别还任重道远。

▲鳄龟幼体（图片来源于北达科他杰基洛伦兹大学讲义）

有人可能会问，孵化出来的都是苗子啊，既然是苗子，那么科研人员需要判断性别的话怕不是要将幼龟饲养到成体？其实判断苗子性别的方法有很多种，例如通过内窥镜的方式或者测量孵化出幼龟后的剩余蛋液中的睾酮浓度的方法可以准确的判断孵化出的幼体的性别。

一点都不快乐。这项研究的意义之所以重大，是因为它与全球气候变暖的关系密切。

既然一些龟类的性别由孵化时的温度决定，那么在自然状态下，随着气候变暖，那么孵化出雌性个体的几率就会更大，长期以往会导致龟类性别失衡从而增加了灭绝的风险。这并非耸人听闻，最近关于佛罗里达州€€龟的一份报告发现，在绝大部分的巢穴中，孵化出的幼龟有百分之九十至百分之百都是雌龟，并且这种状况已经持续四年出现了。另外也有科学家认为，只要全球平均气温再上升1.1摄氏度，就有可能使孵化出来的幼体全是雌性。而Rhen的这项研究，由于发现了CIRBP的改变能够使龟类性别分化的温度也产生改变，所以有助于科学家们发现能够改变孵化雌性的温度阙值的基因变异，从而在一定程度上保护龟类。

（PS：为什么说“一些龟类是通过温度控制性别”呢？因为控制龟类性别的有两种方式。一就是我们这篇文章中所说的温度依赖型性别控制，这种控制方式出现在没有出现性染色体分化的龟类上；二来就是基因型性别控制（GSD），这种控制方式则出现在有性染色体分化的龟类上（如木雕水龟等）。）

另外，温度对龟类的性别分化影响有1个温度敏感期：温度敏感期是指动物胚胎发育的某一特定阶段，只有在该阶段内孵化温度才能对胚胎的性别分化起决定作用，因此并不是在孵化期间的所有温度都能控制龟的性别。不同的龟种因为发育速度的不同而导致温度敏感期的时间也不同。例如欧洲泽龟的温度敏感期在孵化大概第11-12天时。

结语

将自己的精力与心血付出在这些别人难以注意到的地方，虽然他们的工作默默无闻，但是他们的工作却至关重要~在这里罗罗希望，随着大家的努力，关于生态等其他领域的未来一定会更好。

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