高温产雌性，低温产雄性？这些动物的性别由温度决定

在自然界中，绝大多数有性生殖的动物都有雌雄之分。我们都知道，人类的性别取决于性染色体，但在广袤而神秘的动物王国中，有些物种拥有一种独特的性别决定方式：温度。

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生物的性别由谁做主？

对于我们人类来说，宝宝的性别在受精卵形成的那一刻，其实就已经注定了。这是由性染色体决定的：母亲提供X染色体，父亲提供X或Y染色体。如果受精卵组合为XX则发育为雌性，组合为XY则发育为雄性。

类似人类这样，通过基因中性染色体决定性别的生物，被称为“遗传型性别决定”。对于绝大部分的哺乳动物、鸟类、昆虫甚至植物来说，都遵循这条规律。

但在千变万化的大自然中，还有一类生物，性别并不是由性染色体决定的，而是由孵化下一代所处的环境来决定，这种现象被称为“环境型性别决定”。其中“温度依赖型性别决定”最为常见，海龟就是典型的代表。

虽然海龟绝大多数时间都是在海洋里遨游，但它们会在产卵时爬上沙滩——母海龟选择在合适的位置用爪子扒开沙子，把海龟蛋产在沙地之中。而神奇的事情就在此刻悄然发生：海龟后代的性别并非由基因决定，而是取决于孵化时的环境温度。

海龟的孵化周期通常需要‌40~90天‌，‌性别决定期发生在第3~5周，此时沙温将直接调控基因表达从而决定性腺发育方向。‌‌

当孵化温度低于‌27~28℃‌时，大部分的卵都会孵化出雄性幼体；当孵化温度高于‌30~32℃‌时，则会诞生雌性小海龟；只有当温度在‌28~30℃‌之间时，孵化出的幼龟雌雄比例才会接近1:1。‌‌

为啥海龟会演化出“环境决定性别”的特性？科学家为寻找这个答案花了半个多世纪，直到2024年，中国研究团队才成功揭晓谜底。

简单来说，温度控制着一个叫“KDM6B”的关键开关（KDM6B的全名叫组蛋白去甲基化酶）。我们可以把它想象成一把“基因钥匙”：DNA像一卷长长的设计图纸，平时被紧紧缠绕在组蛋白这些“线轴”上，很多地方被基因锁“锁”住了，没法读取。而KDM6B这把钥匙，恰好能拧开“雄性发育基因”（比如Dmrt1）上的锁，让图纸摊开、启动雄性路线。

温度高低会直接影响这把钥匙的产量和活性。在某个温度区间，钥匙供应充足，胚胎就发育成雄性；温度一旦偏离这个区间，钥匙不够用，“雄性开关”打不开，胚胎便自然而然地打开“雌性发育基因”（比如Foxl2‌）。

研究团队还利用一种特殊药物模拟了温度的作用，成功让龟类胚胎的性别发生逆转——也就是说，不靠改变温度，只用药物就能把本来要变雄性的蛋，改道变成雌性。

刚孵化出的小海龟奋力向海边爬去

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多种多样的性别决定模式

在整个生物界，爬行和两栖动物是遵循温度依赖型性别决定模式最主要的类群。除了以海龟为代表的“高温产雌性，低温产雄性”模式，鳄鱼、蜥蜴的性别决定模式也很有趣。

鳄鱼

大多数鳄鱼物种遵循‌“高低温产雌性、中温产雄性”‌的模式。‌在‌中间温度‌区间时（‌32~33℃）孵化出雄性；在‌较低或较高‌温度区间时（低于32℃或高于33℃），孵化出雌性。

但中国特有物种扬子鳄，其临界温度略有不同：‌28~30℃主要孵出雌性；30~33℃孵出的雌雄比例接近1:1；33℃以上主要孵化出‌雄性。

由于鳄鱼蛋是利用太阳热和杂草受湿发酵的热量进行孵化的，母鳄会有意识地平衡所产后代的比例，因此会把部分巢建在温度较高的向阳坡，部分巢建在温度较低的低凹遮蔽处。在孵化的第3~4周，温度会直接影响性别的分化方向。

楔齿蜥

楔齿蜥遵循“‌低温产雌性、高温产雄性”的模式‌。

由于楔齿蜥偏好低温环境，最适宜的活动温度为‌16~21℃‌，对于它们来说，超过25℃就算是极度高温环境了，因此楔齿蜥的孵化温度必须“精确”。当‌‌‌低于22.1℃时‌，倾向于孵化出‌雌性‌；处于22.1~22.25℃时‌，雌雄比例大致为1:1；当‌高于22.25℃‌时，倾向于孵化出‌雄性。

楔齿蜥需要经历极长的孵化期，通常为‌12~15个月‌，在此期间，巢穴的地表温度会持续影响胚胎性腺分化。

有趣的是，“遗传型性别决定”与“温度依赖型决定性别”并不是两套独立的系统，即使是拥有性染色体的生物，也可能因为温度改变胚胎的“宿命”。就比如鬃狮蜥，尽管它体内有性染色体，但高温环境会改变其性染色体的表达，让原本应发育为雄性的个体逆转为雌性，并且还具备生育能力。

这神奇的自然界！

来源：科普中国