昆虫的性别由谁决定?你想到的可能都是错的


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昆虫的性别由谁决定?你想到的可能都是错的


在虫虫家族中 , 有着十分多样的性别决定方式 , 例如父本基因组消除型、单双倍体性别决定等 , 而我们可以利用这些特质 , 实现“以虫治虫”…
以下内容为中山大学生态学院副教授邹媛演讲实录:
大家下午好 , 我是邹媛 , 来自中山大学生态学院 。 我主要从事昆虫生殖发育方面的遗传学研究 。
在演讲开始之前 , 我想问大家一个小问题 , 大家有没有思考过:为什么自己是男性或者女性吗?
我们人类有男性和女性之分 , 在动物界当中 , 哺乳动物、鸟类或者一些小小的昆虫 , 甚至植物也都有雌雄性之分 。 为什么呢?这是因为大多数生物都是通过有性生殖来繁育后代的 。
有性生殖是指两种不同的性别 , 雌性产生卵子 , 雄性产生精子 , 卵子跟精子相结合为受精卵 , 一个受精卵就能够发育成为一个成体 。 大家都是由一个受精卵发育而来的 , 但为什么我们最后能够获得不同的性别呢?
不同动物的不同性别决定方式
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自古以来 , 人类对这个问题都非常感兴趣 , 最早的研究可以追溯到大约公元前300多年的亚里士多德时期 。

▲ 亚里士多德(Aristotle , 公元前384~前322)
《论动物的繁殖》(公元前335)
在著作《论动物的繁殖》当中 , 亚里士多德对动物的性别决定方式有过自己的阐述 , 他认为动物的性别是由雄性精液的温度所决定的:在雌性跟雄性的交配的过程中 , 如果雄性精液的温度高 , 那么将生出雄性 , 如果温度较低 , 生出来的是雌性 。
虽然当时生物学不是特别发达 , 人们的认知也比较有限 , 但这种温度决定性别的观点 , 科学家证实确实在某些动物中存在 。 比如爬行动物 , 包括一些乌龟、海龟、蜥蜴、鳄鱼等 。
这些动物都是卵生生物 。 雌性跟雄性交配过后 , 将卵产在体外 , 卵在环境当中孵化生成后代 。 那么在卵的孵化过程当中 , 环境的温度就能够对幼体的性别产生影响 。

▲ Lockley et al. 2021
这张图显示的就是温度跟性别决定的关系 , 横坐标中蓝色表示相对较低的温度 , 红色表示相对较高的温度 。 例如第一张图是海龟的性别情况 , 如果在低温环境下 , 所有海龟蛋孵出来的都是雄性 , 而高温环境下孵出来的都是雌性 。
到19世纪末20世纪初时 , 现代生物学有了飞速的发展 。 特别是在性染色体被发现以后 , 我们对动物以及我们自己的性别决定方式有了较为清晰的认识 。

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我们都知道 , 妈妈的性染色体是XX型 , 是两条相同的X性染色体;爸爸的性染色体是XY型 , 是两条不同的X和Y性染色体 。 妈妈只能产生一种性染色体的卵子跟爸爸的精子结合 。 如果是跟含有X性染色体的精子相结合的话 , 他们将会有一个女儿;如果是跟含有Y性染色体的精子相结合的话 , 他们的宝宝将会是儿子 。 所有的哺乳动物都是这种“XX/XY型”的性别决定方式 。
后来 , 科学家们对不同动物的性别决定方式也进行了研究 , 又发现了跟哺乳动物完全相反的一种性别决定方式 , 将其命名为“ZZ/ZW型” 。 在这种方式里 , 妈妈是两条不同的Z和W性染色体 , 而爸爸是两条相同的Z性染色体 。

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