温度-性别决定系统

温度-性别决定系统是一种环境性别决定系统英语environmental sex-determination。性别于胚胎时期或幼体时期时,温度为决定其性别的因素[1]。这种状况一般见于爬行动物中的鳄目龟鳖目[2][3][4][5] 。温度-性别决定系统不同于普遍存在于脊椎动物中的染色体性别决定系统,温度-性别决定系统是最多被研究的环境性别决定系统。其他的状况下,密度,酸碱值,以及环境的背景颜色也被发现能够改变群体的性别比例。

类型

 
Patterns of temperature-dependent sex determination (TSD) in reptiles. Pattern I is found in turtles, e.g. Red-eared slider turtles (Trachemys scripta), Olive Ridley sea turtles (Lepidochelys olivacea), or Painted turtles (Chrysemys picta). Pattern II has been found in American alligators (Alligator mississippiensis and Leopard geckos (Eublepharis macularius).[6]
 
一些爬行动物使用孵化温度来确定性别。 在某些物种中,这遵循这样的模式,即卵在极高或极低的温度下变成雄性,而卵在中等温度下变成雌性。[7]

在该机制中,已发现两种不同的模式,并将其命名为模式I(Pattern I)和模式II(Pattern II)。 模式I进一步分为IA和IB。

模式IA有一个单一的过渡区,如果在这个温度区以下孵化,鸡蛋主要孵化雄性,如果在该温度区以上孵化,则主要孵化雌性。 模式IA发生在大多数海龟身上,雄性繁殖温度和雌性繁殖温度之间的转变发生在低至 1–2°C 的温度范围内[8]模式IB也有一个单一的过渡区,但雌性在其下方产生,雄性在其上方产生。 模式IB出现在喙头蜥中。

模式II有两个过渡区,雄性在中间温度下占主导地位,雌性在两个极端温度下占主导地位[7]。 模式II出现在一些海龟蜥蜴鳄鱼身上[9]。 在性别决定的关键温度或附近观察到混合性别比例和(更罕见的)双性个体[8]

“染色体性别决定系统”和“温度-性别决定系统”之间的区别常常是模糊的,因为某些物种的性别——例如三线石龙子 Bassiana duperreyi 和中央须龙鬃狮蜥(Pogona vitticeps)——是由性染色体决定的,但这可以忍受除了极端的温度。 此外,在关键温度下进行的实验(温度的影响是模棱两可的)已经证明了一种潜在的遗传倾向是一种性别或另一种性别。

例子

1966年,Madeleine Charnier 在 彩虹飞蜥(Agama agama) 中首次描述了温度依赖性性别决定[10]

2015 年的一项研究发现,高温会改变澳大利亚胡须龙蜥蜴性染色体的表达。 尽管 ZZ 染色体通常与雄性蜥蜴有关,但这些蜥蜴在外观上是雌性的并且能够生育后代[11]

参见

参考资料

  1. ^ Pen, Ido, Tobias Uller, Barbara Feldmeyer, Anna Harts, Geoffrey M. While, and Erik Wapstra. Climate-driven population divergence in sex-determining systems. Nature. 2010, 468: 436–439. PMID 20981009. doi:10.1038/nature09512. 
  2. ^ Warner DA, Shine R. The adaptive significance of temperature-dependent sex determination in a reptile. Nature. 2008, 451 (7178): 566–568 [2018-02-18]. PMID 18204437. doi:10.1038/nature06519. (原始内容存档于2020-05-28). 
  3. ^ Bachtrog, Doris; Mank, Judith E.; Peichel, Catherine L.; Kirkpatrick, Mark; Otto, Sarah P.; Ashman, Tia-Lynn; Hahn, Matthew W.; Kitano, Jun; Mayrose, Itay. Sex determination: why so many ways of doing it?. PLOS Biology. 2014-07-01, 12 (7): e1001899. ISSN 1545-7885. PMC 4077654 . PMID 24983465. doi:10.1371/journal.pbio.1001899. 
  4. ^ Tree of Sex Consortium. Tree of Sex: a database of sexual systems. Scientific Data. 2014-01-01, 1: 140015. PMC 4322564 . PMID 25977773. doi:10.1038/sdata.2014.15. 
  5. ^ Ospina-Alvarez, Natalia; Piferrer, Francesc. Temperature-dependent sex determination in fish revisited: prevalence, a single sex ratio response pattern, and possible effects of climate change. PLoS One. 2008-07-30, 3 (7): e2837 [2018-02-18]. ISSN 1932-6203. PMC 2481392 . PMID 18665231. doi:10.1371/journal.pone.0002837. (原始内容存档于2019-05-21). 
  6. ^ Shoemaker, C. M.; Crews, D. Analyzing the coordinated gene network underlying temperature-dependent sex determination in reptiles. Seminars in Cell & Developmental Biology. 2009, 20 (3): 293–303. PMC 2729108 . PMID 19022389. doi:10.1016/j.semcdb.2008.10.010. 
  7. ^ 7.0 7.1 Temperature dependent sex determination. Turtles of the World. [April 16, 2008]. (原始内容存档于2009-10-08) –通过ETI. 
  8. ^ 8.0 8.1 Bull, J. J. Sex determination in reptiles. The Quarterly Review of Biology. 1980, 55 (1): 3–21. JSTOR 2826077. S2CID 85177125. doi:10.1086/411613. 
  9. ^ González, E. J.; Martínez-López, M.; Morales-Garduza, M. A.; García-Morales, R.; Charruau, P.; Gallardo-Cruz, J. A. The sex determination pattern in crocodilians: a systematic review of three decades of research. Journal of Animal Ecology. 2019, 88 (9): 1417–1427. PMID 31286510. S2CID 195844000. doi:10.1111/1365-2656.13037. 
  10. ^ Temperature-Dependent Sex Determination in Reptiles | the Embryo Project Encyclopedia. [2023-05-02]. (原始内容存档于2023-06-07). 
  11. ^ NBC. Hotter Temperatures Trigger Sex Change in Australian Lizards. NBC News. 1 July 2015 [2023-05-02]. (原始内容存档于2023-05-04).