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爬行动物可根据温度改变后代性别

爬行动物可按温度改变后代性别

据澳大利亚广播公司报道,一个澳大利亚研究小组找到了他们所称的进化生物学“圣杯”,证明一条有关爬行动物性别和生存的持续30年之久的理论是正确的。最新研究发现可以解释温度决定爬行动物性别的进化优势。
 
澳大利亚悉尼大学生物科学学院进化生物学家里克·赛尼(Rick Shine)教授及其以前的学生、现就读于美国爱荷华州的丹尼尔·华纳博士报告说,爬行动物的卵孵化时所处的温度条件不仅能决定其性别,还能让后代的数量达到最优化。研究结果本周刊登在《自然》杂志网站上,为孵卵温度影响雌性和雄性繁殖成功率提供了第一个“毫不含糊”的证据。在哺乳动物和鸟类中,性别由受精卵的基因类型决定的,而这一过程会导致大体相同的雄性和雌性数量。
 
但是,在很多爬行动物和一些鱼类当中,性别是在卵产下之后决定的,取决于环境,最重要的是温度。赛尼表示,在一些爬行动物物种中,雄性或雌性只能在特定温度下降生。据他介绍,大约30年前,美国生物学家里克·查尔诺夫教授(现在新墨西哥大学任教)和得克萨斯大学的吉姆·布尔教授称,这种“环境性别决定”不是大自然怪异行为的结果,相反,他们认为在特定温度下孵化的雄性或雄性幼仔具有进化优势,比如可能优化后代数量。赛尼说,证明这一理论十分困难,由此成为进化生物学家渴望寻找的“圣杯”。
 
赛尼说,证明查尔诺夫和布尔这一理论的挑战是,如何找到一个生命周期足够短的物种,以便对其整个生命周期中所拥有的后代数量进行估算。大多数性别由环境决定的物种的生命周期均超过60年,到达性成熟的时间很晚。据他介绍,一种名为“杰克龙”(Jacky dragon)的“短命蜥蜴”帮助他们克服了这一挑战。这是一种比较常见的蜥蜴,生活在澳大利亚东海岸。“杰克龙”在一年内就能孵化出后代,它们的生命周期超不过4年。
 
这项研究中面临的另一个挑战是,在特定温度条件下人工培育“错误”的性别,赛尼表示,“杰克龙”能在低温(23至26年摄氏度)和高温(30至33摄氏度)条件下从卵中孵化出雌性,而在介于这两个温度之间的条件下孵化出雄性。在这项由澳大利亚研究理事会资助的研究中,研究人员采用激素手段操作卵,培育出在某些状态下通常培育不出的雄性和雌性。他说,对卵的激素操作(hormonal manipulation)不会对个体孵化出来的“杰克龙”的健康和生存产生任何影响。
 
赛尼表示,自然孵化的雄性“杰克龙”在交配和传宗接代方面的能力是人工孵化的雄性“杰克龙”的5倍到10倍,而自然孵化的雌性在传宗接代方面的能力是人工孵化的雌性“杰克龙”4到5倍。研究人员说:“所以,孵化温度使每个性别的繁殖成功率达到最优化,而且,从本质上讲能产生正如查尔诺夫和布尔所预测的性别。”赛尼表示,研究小组的数据同查尔诺夫·布尔模式匹配得如此“漂亮”着实让他大吃一惊。他已经收到了“欣悉若狂”的布尔发来的电子邮件,祝贺他证明了这一理论。
责任编辑:Mark
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    摘要
    据澳大利亚广播公司报道,一个澳大利亚研究小组找到了他们所称的进化生物学“圣杯”,证明一条有关爬行动物性别和生存的持续30年之久的理论是正确的。最新研究发现可以解释温度决定爬行动物性别的进化优势。
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