松狮蜥(Pogonavitticeps)是一种生活在干旱炎热的澳大利亚内陆的爬行动物。在夏季,这些地区的温度往往达到甚至超过39℃。有趣的是,科学家最新的一项研究表明,不论基因怎样,夏季破壳而出的任何一窝松狮蜥都是雌性占绝大多数。相关论文发表在4月20日的《科学》杂志上。
进行该研究的是澳大利亚堪培拉大学的生态学家AlexanderQuinn和他的同事。通过在不同温度下孵化松狮蜥的蛋,科学家发现,当孵化温度在22℃至32℃之间时,孵出的雌性和雄性数量几乎相等;而当孵化温度超过34℃时,孵出的后代大多数都是雌性。
与鸟类相似,松狮蜥的性别遗传受两条染色体控制——Z和W。雄性松狮蜥具有两条相同的Z染色体,而雌性则各有一条。这与人类恰好是相反的。
通过追踪一种雌性蜥蜴特有的DNA标记,研究人员发现,在较高温度下,35只被孵化出的松狮蜥中只有两只是雄性,更让人惊讶的是,其中有17只基因决定本该是雄性的松狮蜥变成了雌性。
该研究表明,W染色体并不是松狮蜥性别的决定因素。此外,雄性松狮蜥的分化需要两条Z染色体基因副本,而这一过程只有在理想的温度下才能充分实现。尽管松狮蜥不是唯一一种性别受温度影响的爬行动物,但却是第一个证明这种影响可以超过遗传基因的爬行动物。而松狮蜥如此“倾斜”的性别比例在进化上有何意义,仍是一个未解的谜团。
原始出处:
Science 20 April 2007:
Vol. 316. no. 5823, p. 411
DOI: 10.1126/science.1135925
Brevia
Temperature Sex Reversal Implies Sex Gene Dosage in a Reptile
Alexander E. Quinn,1* Arthur Georges,1 Stephen D. Sarre,1 Fiorenzo Guarino,1 Tariq Ezaz,2 Jennifer A. Marshall Graves2
Sex in reptiles is determined by genes on sex chromosomes or by incubation temperature. Previously these two modes were thought to be distinct, yet we show that high incubation temperatures reverse genotypic males (ZZ) to phenotypic females in a lizard with ZZ and ZW sex chromosomes. Thus, the W chromosome is not necessary for female differentiation. Sex determination is probably via a dosage-sensitive male-determining gene on the Z chromosome that is inactivated by extreme temperatures. Our data invite a novel hypothesis for the evolution of temperature-dependent sex determination (TSD) and suggest that sex chromosomes may exist in many TSD reptiles.
1 Institute for Applied Ecology, University of Canberra, ACT 2601, Australia.
2 Comparative Genomics Group, Research School of Biological Sciences, Australian National University, Canberra, ACT 0200, Australia.
* To whom correspondence should be addressed. E-mail: quinn@aerg.canberra.edu.au