最近的一项发现揭示了温度如何以及为何决定乌龟的性别杜克大学的研究表明，气候变暖不仅会增加乌龟蛋发育成雌性的可能性，而且甚至在性别确定之前就增强了这些雌性乌龟产蛋的潜力。这一发现可以解释为什么除了乌龟之外的许多物种都表现出依赖于温度的性别决定，这种看似不稳定的繁殖策略却持续存在。 此外，这一发现可能预示着全球变暖背景下令人担忧的未来影响。
研究人员于 6 月 23 日发表在《当代生物学》杂志上的发现是，胚胎携带的“生殖细胞”（前卵细胞）的数量会随着孵化温度的升高而增加。 事实上，他们发现这些生殖细胞本身在胚胎变成雌性的过程中发挥着作用。
“温度决定性别不仅仅是一种机制，”杜克大学医学院细胞生物学杰出教授、资深作者布兰奇·卡佩尔 (Blanche Capel) 说。 “较高的温度似乎会通过胚胎中的多种细胞类型以渐进的方式影响性别决定。”
(资料图片仅供参考)
领导该项目的卡佩尔实验室博士后研究员鲍里斯·特扎克 (Boris Tezak) 表示，更丰富的生殖细胞本身似乎推动了雌性化。 “产生雌性的温度也是增加生殖细胞数量的温度，”他说。
卡佩尔说，众所周知，更多的生殖细胞也能控制鱼类的雌性发育。 但为了证明更多的生殖细胞会产生雌性乌龟，他们从在中等温度下培养的红耳龟胚胎中取出了一些生殖细胞，该胚胎本应产生 50-50 的比例，并且看到了比预期更多的雄性。
几十年来，科学家们已经了解温度依赖的性发育，并在生命树的许多不同部分发现了它，显然是因为它以多种方式进化了多次。
“它随处可见，”特扎克说。 “这似乎是一个非常危险的策略，特别是在天气变化和气候变化的背景下，那么为什么这个系统会持续存在呢？”
研究人员认为这是因为依赖温度的性发育创造了生殖优势。特扎克说：“孵化出更多生殖细胞的雌性可能更适合生殖——这会增加她携带更多卵子的生殖潜力。我们已经将雌性途径与生殖细胞数量的增加联系起来，如果这确实使她的生殖能力更强，那么这将大大有助于解释为什么温度依赖的性发育持续存在。”
随着全球气温持续上升，问题变成：乌龟和其他对温度敏感的繁殖者会发生什么？ 我们将研究温度的进一步升高将如何影响生殖细胞库，”特扎克说。 “它会产生不太健康的雌性吗？”
为了回答这些问题，特扎克仔细地培育了一批从路易斯安那州饲养员那里获得的红耳龟蛋，这些蛋装在装有潮湿介质的塑料盒中，并在实验室中保持恒温。 一个孵化器的运行温度为 26 摄氏度，可产出更多雄性。 另一个温度是 31 度，这是产生更多雌性的最佳温度。
当他取出其中一个，用非常亮的光检查它们的进展时，在较温暖的环境中孵化的胚胎明显更大，并且在蛋内更活跃。
卡佩尔说：“我们假设存在一个温度‘最佳点’。在很短的范围内会获得大量的生殖细胞，超过这个范围就会开始看到下降。我们在 33.5 度的温度下孵化了一些卵，仅比雌性的最佳温度高了两度半，它创造了一些非常奇怪的胚胎——有独眼巨人和双头胚胎。 我们还没有计算他们的生殖细胞。”
该实验室还将接收一些鳄鱼蛋以继续进行温度实验。 众所周知，短吻鳄会在低温下产下雌性，在高温下产下雄性，这与红耳滑龟的模式相反。 然而，短吻鳄的低温与乌龟的高温相同，因此这两个物种在 31 摄氏度下产下雌性。
“有趣的问题是，在这个温度下，我们是否会在这两个物种中看到更多的生殖细胞，”特扎克说。
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