如果温度能决定胎儿的性别会怎样?
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2021-02-19 11:04
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火星译客

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图片:©Sam Diephuis via Getty Images)

“想象中的地球”系列推测,如果生活的一个关键方面发生了变化,是否会影响到地球或人类。

人类的性别很大程度上取决于X和Y性染色体。但是,很多爬行动物以及鱼类的性别则会受到孵化前蛋温度的影响。如果人类的性别也同样受到温度的影响,那生活将会变成什么样?

1966年,塞内加尔达喀尔大学的法国动物学家玛德琳·夏尼尔(Madeline Charnier)首次在彩虹蜥蜴中发现,甚至可以通过冷热来控制动物性别的事实。她发现在较低温度下孵化的卵是雌性,而在较高温度下孵化的卵是雄性。

从那时起,科学家们发现了其他与温度有关的性别决定模式。例如,根据一项2020年发表在“Bionatura”杂志上关于夏威夷绿海龟的研究,当温度在某一临界温度以上则会孵出雌性,而在这临界温度一下则孵化雄性,如果巢中的温度在这临界温度之间上下波动,就会即孵化雌性又孵化雄性。而美洲短吻鳄恰恰相反,雌性是从极端的高温和寒冷中发育出来的,而雄性则是在中等温度下发育。

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据亚利桑那州立大学的生物学家卡拉·莫勒说,所有的鳄鱼,大多数乌龟,很多鱼类,以及一些蜥蜴的性别都取决于温度。在这些动物胚胎发育的特定时间内,热或冷会影响性激素的产生,而性激素反过来又会影响雏鸟的命运。

莫勒指出,温度依赖性性别决定的一个原因是一种叫做芳香化酶的酶,这种酶可以使雄激素变成雌激素。在像红耳滑龟这样的动物中,特定发育阶段的热量会增加这种酶的水平,从而产生更多的雌性红耳滑龟。

进化之谜

澳大利亚墨尔本La Trobe大学的遗传学家珍妮弗·格雷夫斯在接受电话采访时告诉记者,尽管有大量的理论存在,但目前还不清楚为什么这些动物会因为温度而影响性别

墨西哥城墨西哥国立自治大学的生物学家迭戈·科尔特斯在一封电子邮件中告诉“生活科学”杂志,“我们最佳猜测是,温度依赖性的性别决定是由于爬行动物没有父母照顾,卵与环境密切互动”。“我们也知道较高的孵化温度会加速胚胎发育。所以,与高孵化温度有关的性别会更早孵化出来”

科尔特斯说,"因为大多数爬行动物会在雨季孵化,而在生命昌盛的雨季,越早孵化就可能得到更多的食物“。他说:“得到更多食物的动物就会成长的更快,就会有更高的生存机会直到成熟。”

根据这个观点,也就是所谓的“生存到成熟”假设,Cortez说:“如果出于某种原因,一个物种在成熟时拥有较多雌性或较多雄性更好,那么这种性别将与较高的孵化温度联系在一起,这样它就可以在这个季节更早地孵化。”

另一种可能性是,温度依赖性的性别决定可以为母亲提供一种控制其子女性别的方法。Cortez说:“科学家建议雌性短吻鳄可以选择较冷的巢,以获得更多的雌鳄,因此,当种群较少时,“雌性鳄鱼可以在靠近水面的地方筑巢,这样就能有更多的雌鳄鱼孵化”。相反的,当种群上升到稳定水平时,雌鳄就会选择温暖的巢“这样就可以有更多的雄鳄,获得更多的雄性攻击性与竞争性”。Graves表示,下一代雌鳄将有可能在最佳雄性中选择。

在人类中不太可能?

所有已知的温度依赖性性别决定都是卵生,蛋生以及冷血动物,这意味着他们的体温能随周围的环境而变化。但是,人类并不能这样。

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因此Cortez 说,“在人类中,温度依赖性的性别决定是不太可能的,因为你至少需要两种不同的体温--一种会触发女性的发育,另一种会触发男性的发育。”“但是人类的体温一直恒定在37摄氏度(98.6华氏度)”

尽管如此,如果女性能够以某种方式经历一定范围的体温变化,科尔特斯说,他可以想象出一种在人类中发生温度决定性别的方法。他指出,一些有助于调节人类昼夜节律的蛋白质-我们的生物钟-也与爬行动物中依赖温度的性别决定有关。这些被称为CLK激酶的蛋白遍布全身,可以感知到很小的体温波动。

“CLK激酶一定参与了爬行动物中温度依赖性性别的决定,因为它们在孵化温度中通常会在3到7摄氏度(5.4到12.6华氏度之间)之间感应到很大的变化。可以用来感知较小的温度变化,从假设上讲,可以将其与胚胎的性别联系起来。”科尔特斯说。

为了在人类中存在依赖温度的性别决定,格雷夫斯提出了一种可能性,那就是我们以某种方式变成温度计,即无法控制我们的体温,就像裸鼠一样。她补充说,另一种可能性是,我们将以某种方式像鸭嘴兽一样产卵,而不是胎生。

控制性别

所以,如果人类的性别可以有温度变化,那我们将会怎么样?Cortez说,“最重要的结果就是父母在他们孩子性别决定上的作用微不足道”

一个极大的风险就是我们社会的性别将会出现严重的不平衡。

Cortez说“很多人都想决定自己孩子的性别”。“遗憾的是,在地球的很多地方,男性是优先选取的性别。所以,如果人类能够用一种简单的技术来决定他们后代的性别,比如在怀孕的特定一周内改变他们的体温--胎温只有在确定的那一周才会改变--我相信这会创造出许多偏向男性的社会。

那将是一个问题。

“我们知道,成年人口中一种性别较多会导致人口不平衡,这将与暴力增加,更多的性冲突联系起来,因为同一性别不容易成为伴侣,父母的照顾较少等等有关” ,Cortez补充说 “因此,换句话说,是一个不太和谐的社会。”

可以想象,政府可能会采取干预措施,以确保不会过于重视一种性别。但是,格雷夫斯说:“然后,我们可能会开始推测,如果性别的选择不取决于父母的话,会发生什么事情?什么样的力量可能会促使国家以一种或另一种方式歪曲性别比例。”

最初发表在《生命科学》上。

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