30年前的一個(gè)理論
生物學(xué)家在30年前發(fā)現(xiàn)，一些爬行動(dòng)物的性別竟然和卵的孵化溫度有關(guān)。
今天的話題和一種俗稱“杰克龍”(Jacky dragon)的小動(dòng)物有關(guān)。它的學(xué)名叫尖刺髭蜥(Amphibolurus muricatus)，屬于蜥蜴目鬣蜥科髭蜥屬。這是一種比較常見(jiàn)的蜥蜴，生活在澳大利亞?wèn)|海岸。與其他蜥蜴不同的是，它們的壽命很短，只有三四年。在爬行動(dòng)物中，它算得上是比較短命的一種。然而，有的科學(xué)家卻偏偏沖著這點(diǎn)找上了杰克龍。
澳大利亞悉尼大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院演化生物學(xué)家賽尼(Rick Shine)及其學(xué)生、現(xiàn)就讀于美國(guó)愛(ài)達(dá)荷州的華納(D.A.Warner)博士早在2004年，就決定對(duì)杰克龍的繁殖情況加以觀察實(shí)驗(yàn)，“我們需要驗(yàn)證出爬行動(dòng)物后代是否由溫度等環(huán)境因素決定?！?/p>
賽尼的這項(xiàng)研究起因于30多年前的一個(gè)理論。1966年，現(xiàn)任教于美國(guó)新墨西哥大學(xué)的生物學(xué)家里克·查爾諾夫教授首次發(fā)現(xiàn)，普通鬣蜥(Agama agama)的性別竟是由孵化溫度決定的。查爾諾夫發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鬣蜥的卵在26℃-27℃環(huán)境中，孵出的個(gè)體全為雄性；當(dāng)卵處在29℃環(huán)境中，則孵出10%的個(gè)體為雌雄。如果把卵先在自然界中孵化一兩天，然后取回來(lái)，再放在29℃環(huán)境中繼續(xù)孵化，結(jié)果孵化出的個(gè)體性別比例為1：1。
這個(gè)奇怪的現(xiàn)象迅速引起科學(xué)界的關(guān)注。眾所周知，哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類的性別由受精卵的基因類型決定。基因復(fù)制的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生總數(shù)相當(dāng)?shù)男坌院痛菩詡€(gè)體。為什么鬣蜥的性別卻由溫度而不是基因決定呢？下一個(gè)問(wèn)題是，究竟哪些動(dòng)物也任憑溫度操縱自己的命運(yùn)？
隨著研究的進(jìn)一步深入，1979年以后動(dòng)物學(xué)家明確提出，某些爬形動(dòng)物的性別由異型性染色體決定，即由基因決定受精卵發(fā)育為雄性或雌性個(gè)體。這就揭示了某些爬行動(dòng)物性別決定機(jī)制與鳥(niǎo)獸類的相似，由異型性染色體決定。例如蛇類，以及動(dòng)胸龜科中的沙氏麝香龜(Staurotypus salvinii)，它們都具異型性染色體，雄性為XY型，雌性為XX型。不過(guò)，對(duì)另一些爬行動(dòng)物的分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中相當(dāng)部分不存在有異型性染色體———鱷類、絕大多數(shù)龜和某些壁虎。它們的性別也受制于孵化溫度嗎？
1980年，美國(guó)得克薩斯州立大學(xué)的研究者吉姆·布爾提出了一個(gè)理論，并將其寫(xiě)進(jìn)《性別決定機(jī)制演化》一書(shū)中。布爾指出，某些環(huán)境因子，特別是孵化溫度對(duì)未發(fā)現(xiàn)異型性染色體的爬行動(dòng)物起決定性別作用。布爾等研究者還對(duì)三種圖龜在不同孵化溫度時(shí)性別比及孵化時(shí)胚胎死亡數(shù)進(jìn)行研究，結(jié)果證實(shí)溫度影響圖龜與彩龜?shù)男詣e比。
進(jìn)而，查爾諾夫及布爾教授將這種現(xiàn)象命名為“環(huán)境性別決定”，并指出這不是大自然怪異行為的結(jié)果，相反，他們認(rèn)為在特定溫度下孵化的雄性或雄性幼仔具有演化優(yōu)勢(shì)，比如可能優(yōu)化后代數(shù)量。
此后，科學(xué)界便希望通過(guò)更多的實(shí)驗(yàn)證明這個(gè)理論。而今，賽尼等研究人員就找到了一個(gè)實(shí)證，并稱找到了演化生物學(xué)的“圣杯”。相關(guān)研究成果發(fā)表在近日的《自然》雜志上。
|
