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決定龜類性別的是什麼?

很多龜友都知道決定龜類性別的是溫度,其實這並不完全正確,因爲溫度只是一個誘因,而真正決定龜類性別的是——類固醇。

其中有一篇利用巴西龜作爲實驗材料的文章講解的非常到位,作者闡述了一個決定幼龜性別的模型:孵化溫度引起性腺芳香酶(aromatase)的變化,從而進一步影響性腺發育。

原文呢我就不上了,大家直接看翻譯吧:

脊椎動物性腺的發育過程都大同小異,但引發性腺發育的機制卻迥異。紅耳龜(Trachemys a elegans)是溫度作爲誘因決定性別(TSD),也就是孵化過程中,某一階段(溫度敏感時期)的孵化溫度可以最終決定幼苗的性別。也就是性腺性別是由孵化溫度和激素水平。我們這裏闡述了一個模型:溫度影響芳香酶(aromatase,雌激素合成中的一個催化物)表達水平,從而保障了卵巢的發育。雌激素的分泌促進卵巢發育,同時抑制雄性基因的表達。在雄性孵化溫度,芳香酶表達水平沒有上升,從而保證了睾丸的發育。

紅耳龜性腺發育的過程圖。

最下面stageof development是發育階段。按照孵化在stage 26發生來計算,一個stage的單位應該是兩天。文章中說到紅耳龜的性腺發育可以分爲3個時期,第一個時期bipotential(雙向發展)在stage14-16, 28-32天。由圖中可以看到,這也是溫度敏感時期的開始,這時候性腺開始發育,但是性別還未決定。第二個時期Sexual fate determined (性別決定期),stage16.5/17-19/21,33-40天左右,這時候性腺在不同溫度下,可以向不同性別發展,31度性腺發育成卵巢,26度性腺發育成睾丸。第三個時期sexual differentiation (性別發育期)stage 20/21-hatch,40天左右到孵化,這期間,卵巢睾丸進一步發育成熟階段。

這張圖是原文作者提出的模型。

上面是卵巢(ovary)的發育,下面是睾丸(testis)的發育。在溫度敏感時期開始後,如果是雌性孵化溫度(female-producing temperature)雌性的芳香酶(aromatase)表達量增高(圖中看大概在34天前後),促進一大堆雌性相關基因(ERalpha/AR, FoxL2, Rspo1, ERbeta)的表達,最後發育出卵巢。芳香酶的上調,同時通過ERalpha這個東東抑制一大堆雄性基因(Sox9, Mis, Dmrt1, Sf1)的表達,從而抑制睾丸的形成。所以根據這個理論模型,34天左右芳香酶的提升,引起一系列變化,從而孵化出雌龜。

證明模型的數據信息

作者測量了不同基因在溫度敏感階段左右的表達水平。上面一半是卵巢發育。下面的是睾丸發育。白色柱表示芳香酶的表達水平。可以看到雌性這邊,stage17之後,芳香酶水平上升明顯。同時雄性這邊,芳香酶沒有表達。

圖中顯示出芳香酶的上調的確是發生在性腺。

上面A,是性腺裏芳香酶的表達水平,虛線是雌性孵化溫度下的,stage17之後,顯著上升。實線是雄性孵化溫度下的,沒變化。上面B是前列腺,腎臟和性腺的混合樣本。雌性雄性在stage23之前基本重疊,說明芳香酶的上調不是大範圍發生的現象。下面更具體一些。深藍色顯示的是芳香酶,明顯分佈在雌性性腺裏(CDE).雄性裏沒有顯著分佈(FGH)。

溫度的變化,可以誘導芳香酶的水平變化。

爲了更直觀的顯示是溫度的變化引起芳香酶水平變化的,作者在stage17的時候改變了孵化溫度。光看Arom那兩張圖就成了。左邊雄性溫度提升到雌性溫度,芳香酶(深藍染色)上調;右邊雌性溫度下降到雄性溫度,芳香酶表達下調。

由此可見溫度是影響龜類性別的主要誘因,而最關鍵的主導是芳香酶。現在聽我7788講了一大堆,是不是早就忍不住想知道如何解決這個辦法呢?

其實很早之前國外就用letrozole(來曲唑),發做過來曲唑改變性別的實驗。實驗對象是歐洲澤龜,加藥方法是蛋殼上直接滴加。實驗證明,的確能夠在雌性孵化溫度下孵化出雄龜!只不過加藥時期對幼龜性腺發育很關鍵。如果加藥過晚,甚至有孵化時候有睾丸,但是生長一年後能夠排卵的情況發生。

原文翻譯如下:

關於龜類中的效果,好像主要是法國巴黎大學的Mireille Dorizzi的研究組在90年代後期做的比較多。

得出的結論基本就是在溫度敏感期(temperature-sensitive period)開始時,添加來曲唑,即便在雌性孵化溫度下,幼龜的性腺仍有雄性特徵。

具體結論如下:

1.加藥時間在Stage15.TSP開始前。

由於孵化時間在60-120天不等。所以這個所謂的stage15還是很不好拿捏的。由於出殼期統一定在stage 26,所以stage 15大概是孵化中間靠後的時候。當然不同種龜,這個時間又飄忽不定了。不過晚加不如早加效果明顯,所以可以嘗試在孵化一個月後開始加藥。

2.加藥方法兩種:10微克來曲唑溶解在10微升酒精中,直接滴加到蛋皮上。連續添加4次,每兩天一次。每次滴加的位置都不同,以便達到最大效果;另一種方法比較恐怖。10微克來曲唑溶解在50微升橄欖油中,直接注射到蛋內,一次即可。相信很多人都會選擇第一種方法。

3.來曲唑處理過的龜卵,即便在雌性孵化溫度也有很高比例的雄龜孵化。

這裏有個問題,就是如何判定幼龜的性別。作者是通過解剖幼龜,染色,然後觀察器官的性狀。有睾丸,輸精管結構的,並且卵巢結構退化的,就稱爲雄性特徵的幼龜。但具體具有這樣結構的龜,長大以後,是否真正能具有雄性的功能,原文沒有做這方面的調查。

不過情有可原,有點數據都着急發文章,不可能等個5-6年,看公苗最後到底能不能當爸爸。

圖文來自什麼玩意兒

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