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决定龟类性别的是什么?

很多龟友都知道决定龟类性别的是温度,其实这并不完全正确,因为温度只是一个诱因,而真正决定龟类性别的是——类固醇。

其中有一篇利用巴西龟作为实验材料的文章讲解的非常到位,作者阐述了一个决定幼龟性别的模型:孵化温度引起性腺芳香酶(aromatase)的变化,从而进一步影响性腺发育。

原文呢我就不上了,大家直接看翻译吧:

脊椎动物性腺的发育过程都大同小异,但引发性腺发育的机制却迥异。红耳龟(Trachemys a elegans)是温度作为诱因决定性别(TSD),也就是孵化过程中,某一阶段(温度敏感时期)的孵化温度可以最终决定幼苗的性别。也就是性腺性别是由孵化温度和激素水平。我们这里阐述了一个模型:温度影响芳香酶(aromatase,雌激素合成中的一个催化物)表达水平,从而保障了卵巢的发育。雌激素的分泌促进卵巢发育,同时抑制雄性基因的表达。在雄性孵化温度,芳香酶表达水平没有上升,从而保证了睾丸的发育。

红耳龟性腺发育的过程图。

最下面stageof development是发育阶段。按照孵化在stage 26发生来计算,一个stage的单位应该是两天。文章中说到红耳龟的性腺发育可以分为3个时期,第一个时期bipotential(双向发展)在stage14-16, 28-32天。由图中可以看到,这也是温度敏感时期的开始,这时候性腺开始发育,但是性别还未决定。第二个时期Sexual fate determined (性别决定期),stage16.5/17-19/21,33-40天左右,这时候性腺在不同温度下,可以向不同性别发展,31度性腺发育成卵巢,26度性腺发育成睾丸。第三个时期sexual differentiation (性别发育期)stage 20/21-hatch,40天左右到孵化,这期间,卵巢睾丸进一步发育成熟阶段。

这张图是原文作者提出的模型。

上面是卵巢(ovary)的发育,下面是睾丸(testis)的发育。在温度敏感时期开始后,如果是雌性孵化温度(female-producing temperature)雌性的芳香酶(aromatase)表达量增高(图中看大概在34天前后),促进一大堆雌性相关基因(ERalpha/AR, FoxL2, Rspo1, ERbeta)的表达,最后发育出卵巢。芳香酶的上调,同时通过ERalpha这个东东抑制一大堆雄性基因(Sox9, Mis, Dmrt1, Sf1)的表达,从而抑制睾丸的形成。所以根据这个理论模型,34天左右芳香酶的提升,引起一系列变化,从而孵化出雌龟。

证明模型的数据信息

作者测量了不同基因在温度敏感阶段左右的表达水平。上面一半是卵巢发育。下面的是睾丸发育。白色柱表示芳香酶的表达水平。可以看到雌性这边,stage17之后,芳香酶水平上升明显。同时雄性这边,芳香酶没有表达。

图中显示出芳香酶的上调的确是发生在性腺。

上面A,是性腺里芳香酶的表达水平,虚线是雌性孵化温度下的,stage17之后,显著上升。实线是雄性孵化温度下的,没变化。上面B是前列腺,肾脏和性腺的混合样本。雌性雄性在stage23之前基本重叠,说明芳香酶的上调不是大范围发生的现象。下面更具体一些。深蓝色显示的是芳香酶,明显分布在雌性性腺里(CDE).雄性里没有显著分布(FGH)。

温度的变化,可以诱导芳香酶的水平变化。

为了更直观的显示是温度的变化引起芳香酶水平变化的,作者在stage17的时候改变了孵化温度。光看Arom那两张图就成了。左边雄性温度提升到雌性温度,芳香酶(深蓝染色)上调;右边雌性温度下降到雄性温度,芳香酶表达下调。

由此可见温度是影响龟类性别的主要诱因,而最关键的主导是芳香酶。现在听我7788讲了一大堆,是不是早就忍不住想知道如何解决这个办法呢?

其实很早之前国外就用letrozole(来曲唑),发做过来曲唑改变性别的实验。实验对象是欧洲泽龟,加药方法是蛋壳上直接滴加。实验证明,的确能够在雌性孵化温度下孵化出雄龟!只不过加药时期对幼龟性腺发育很关键。如果加药过晚,甚至有孵化时候有睾丸,但是生长一年后能够排卵的情况发生。

原文翻译如下:

关于龟类中的效果,好像主要是法国巴黎大学的Mireille Dorizzi的研究组在90年代后期做的比较多。

得出的结论基本就是在温度敏感期(temperature-sensitive period)开始时,添加来曲唑,即便在雌性孵化温度下,幼龟的性腺仍有雄性特征。

具体结论如下:

1.加药时间在Stage15.TSP开始前。

由于孵化时间在60-120天不等。所以这个所谓的stage15还是很不好拿捏的。由于出壳期统一定在stage 26,所以stage 15大概是孵化中间靠后的时候。当然不同种龟,这个时间又飘忽不定了。不过晚加不如早加效果明显,所以可以尝试在孵化一个月后开始加药。

2.加药方法两种:10微克来曲唑溶解在10微升酒精中,直接滴加到蛋皮上。连续添加4次,每两天一次。每次滴加的位置都不同,以便达到最大效果;另一种方法比较恐怖。10微克来曲唑溶解在50微升橄榄油中,直接注射到蛋内,一次即可。相信很多人都会选择第一种方法。

3.来曲唑处理过的龟卵,即便在雌性孵化温度也有很高比例的雄龟孵化。

这里有个问题,就是如何判定幼龟的性别。作者是通过解剖幼龟,染色,然后观察器官的性状。有睾丸,输精管结构的,并且卵巢结构退化的,就称为雄性特征的幼龟。但具体具有这样结构的龟,长大以后,是否真正能具有雄性的功能,原文没有做这方面的调查。

不过情有可原,有点数据都着急发文章,不可能等个5-6年,看公苗最后到底能不能当爸爸。

图文来自什么玩意儿

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