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龟胚胎在决定自己的性别方面起着重要作用

在某些海龟物种中,蛋的温度决定了后代是雌性还是雄性。但是现在,新的研究表明,胚胎在自己的性命中有一些发言权:它们可以在鸡蛋内部移动以找到不同的温度。该研究于8月1日发表在“当代生物学”杂志上,研究了这种行为如何帮助海龟抵消气候变化的影响。

相应的作者,中国科学院教授杜伟国说:“我们之前曾证明,爬行动物的胚胎可以在卵内移动进行体温调节,因此我们很好奇这是否会影响他们的性别决定。”“我们想知道这种行为是否以及如何有助于缓解全球变暖对这些物种后代性别比的影响。”

杜和他的同事们在实验室和室外池塘的温度范围内孵化海龟卵。他们发现单个胚胎的卵内温度梯度可达4.7°C。杜说,这很重要,因为任何大于2°C的变化都会大大改变许多海龟物种的后代性别比例。

在一半的鸡蛋中,他们使用了capazepine,一种阻止温度传感器的化学物质,以防止行为体温调节。卵孵化后,研究人员发现,没有行为体温调节的胚胎几乎所有雄性或几乎所有雌性都会发育,这取决于孵化温度。相比之下,能够对巢温反应的胚胎在它们的卵内移动;其中约一半是男性,另一半是女性。

“最令人兴奋的是,一个小小的胚胎可以通过在鸡蛋内移动来影响自己的性别,”杜说。

通过在鸡蛋周围移动,找到澳大利亚麦考瑞大学的教授,共同作者之一理查德·希恩(Richard Shine)称之为“金发姑娘区”(Goldilocks Zone) - 温度不是太热也不太冷 - 海龟可以防止因温度变化而产生的极端温度条件,并产生相对平衡的性别比。“这可以解释当温度比目前温度高得多时,具有温度依赖性别决定的爬行动物物种如何能够在地球历史上的前期生存下来,”他说。

但杜说,这种行为有局限性,这取决于鸡蛋和胚胎本身的状况。“如果鸡蛋内的热梯度太小,或胚胎太大而无法移动或太年轻而无法发展这些能力,胚胎体温调节可能会受到限制,”他说。

此外,这种行为无法缓冲极端高温事件的影响,预计这些事件会随着气候变化而增加,Du说。

“胚胎对自身性别的控制可能不足以保护它免受人类活动引起的更加迅速的气候变化的影响,预计这会引起严重的女性偏见,”他说。“然而,在这样一个微小的生物体中发现这种令人惊讶的控制水平表明,至少在某些情况下,进化已经赋予了应对这些挑战的能力。”

杜说,这项研究表明,这些物种可能还有一些方法尚未发现可以缓解这种风险。“我们未来的研究将探讨胚胎体温调节的适应性意义,以及胚胎和母亲采取的其他行为和生理策略,以缓冲气候变暖对海龟的影响。”

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