來(lái)源：科學(xué)大院

站在窗臺(tái)向外眺望，樹上的鳥兒、花壇的繁花、行走的人們、茁壯成長(zhǎng)的蒼天大樹……所有的生物都巧妙地被劃分為雌雄兩性,，陰陽(yáng)兩極,。那么,，是什么因素決定了萬(wàn)千眾生的性別呢,？

在許多物種中，性別決定由遺傳因素（基因）或遺傳因素與環(huán)境因素的影響共同產(chǎn)生,。在基因型性別決定中,，也稱為遺傳或染色體性別決定，雄性和雌性通過(guò)一些基因來(lái)指定它們的性形態(tài),。

不過(guò),，有些情況下，生物體的性別由環(huán)境因素（如溫度）決定,。一些物種,，如各種花和魚，沒有固定的性別,，而是經(jīng)歷了生命周期,，在相應(yīng)的生命階段基于遺傳線索改變性別，這可能是由于季節(jié)和溫度等環(huán)境因素造成的,。

近日,，國(guó)際學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)》雜志近日?qǐng)?bào)道了中美科學(xué)家關(guān)于環(huán)境溫度可以影響烏龜性別的研究[1]。對(duì)于兩棲動(dòng)物而言,，環(huán)境通常在很大程度決定動(dòng)物的性別,。今天，大院er就跟你談一下各種有趣的性別決定因素,。

烏龜?shù)男詣e可由環(huán)境決定（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

決定性別的環(huán)境因素

溫度依賴性決定

溫度依賴性決定因素（TSD）是指環(huán)境溫度影響胚胎性發(fā)育的過(guò)程，其中包括爬行動(dòng)物在內(nèi)的脊椎動(dòng)物的性別決定,。比如在短吻鱷,，一些海龜和蜥蜴類，性別取決于在溫度敏感期孵化受精卵的溫度,。對(duì)于某些有TSD的物種,，受精卵暴露在較熱的溫度中導(dǎo)致后代是一種性別，而較冷的溫度導(dǎo)致另一種性別,。

溫度決定性別（來(lái)源維基百科）

對(duì)于溫度如何控制性別,，日前浙江萬(wàn)里學(xué)院的錢英國(guó)團(tuán)隊(duì)的最新研究成果提供了重要線索。該團(tuán)隊(duì)前期發(fā)現(xiàn)了紅耳龜雄性性腺分化的關(guān)鍵基因Dmrt1,，組蛋白H3第27位賴氨酸（H3K27）去甲基化酶KDM6B在紅耳龜未分化性腺中呈現(xiàn)溫度依賴型二態(tài)性表達(dá)分布,，而且溫度置換實(shí)驗(yàn)顯示，在性腺分化前,，Kdm6b能快速響應(yīng)溫度變化,。在26°C（所有后代發(fā)育成雄性的溫度）下，敲除Kdm6b可以觸發(fā)80%以上存活胚胎中的雄性逆轉(zhuǎn)為雌性。KDM6B通過(guò)消除H3K27在其啟動(dòng)子附近的甲基化修飾直接促進(jìn)雄性決定基因Dmrt1的轉(zhuǎn)錄,。同時(shí),，Dmrt1過(guò)表達(dá)可以恢復(fù)Kdm6b破壞引起的性反轉(zhuǎn)。

該研究揭示了龜類物種表觀遺傳機(jī)制與溫度依賴性別決定之間的因果關(guān)系和直接遺傳聯(lián)系,。證明組蛋白去甲基化酶KDM6B調(diào)控了龜?shù)臏囟纫蕾囆托詣e決定,，繼而為最終全面破譯TSD機(jī)制奠定基礎(chǔ)[1]。

錢英國(guó)團(tuán)隊(duì)的研究模型（來(lái)源于Science）

其他環(huán)境決定系統(tǒng)

在動(dòng)物中還有其他環(huán)境性別決定系統(tǒng),，包括位置依賴性決定系統(tǒng),，如在海洋蠕蟲中，如果幼蟲與雌性發(fā)生身體接觸,，幼蟲就會(huì)變成雄性,，這是由雌性產(chǎn)生的一種化學(xué)物質(zhì)bonellin引起的[11]。另外一些物種比如蝸牛,，隨著時(shí)間的推移性別會(huì)發(fā)生變化：成年時(shí)是雄性,，然后成為雌性。

蝸牛（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

決定性別的遺傳因素

除去環(huán)境決定性別因素外,，更多物種的性別決定因素是遺傳因素,。雄性和雌性具有不同的等位基因或甚至不同的基因來(lái)指定它們的性形態(tài)。在動(dòng)物中,，通常伴隨著染色體差異,，一般通過(guò)XY，ZW,，XO,，ZO染色體或單倍體二倍體的組合。

XX/XY性染色體

XX/XY性別決定系統(tǒng)由于在人體中發(fā)現(xiàn)而被熟知,。XX/XY系統(tǒng)在大多數(shù)哺乳動(dòng)物以及一些昆蟲中均有發(fā)現(xiàn),。在此系統(tǒng)中，性染色體有兩種,，一種為X染色體,，另一種為Y染色體，兩種染色體形狀,、大小不同,，與其他染色體（常染色體）不同。以人類的染色體為例,，正常人類具備23對(duì)染色體,，其中22對(duì)常染色體，一對(duì)性染色體（XX/XY）,。正常女性有兩種相同類型的性染色體（XX）,，而正常男性有兩個(gè)不同的性染色體（XY）。

人體正常染色體分組圖,，女性為XX，男性為XY（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

1,、以Y染色體為中心的性別決定 

人類性別由Y染色體的存在或缺失決定,。Y染色體上有決定生物雄性性別的SRY基因，一旦SRY基因被激活,，細(xì)胞就會(huì)產(chǎn)生雄性激素,，可以確保單一的男性生殖系統(tǒng)的發(fā)育。在典型的XX胚胎中,，細(xì)胞分泌雌激素,，驅(qū)使身體走向雌性通路。除人以外,，依賴SRY的物種的成員可以具有不常見的XY染色體組合,，例如擁有XXY染色體并且仍然存活[2]。

SRY蛋白結(jié)構(gòu)（來(lái)源PDB網(wǎng)站）

2,、X染色體為中心的性別決定  

在果蠅等物種中,，使用兩個(gè)X染色體來(lái)確定雌性[3]，Y染色體在果蠅性別決定中無(wú)任何作用,，僅是雄性可育的一個(gè)必須因素,，在精子形成過(guò)程中被激活。使用X的數(shù)量來(lái)確定性別的物種是無(wú)法通過(guò)額外的X染色體存活的,，比如XXX基因型的果蠅就不能存活,。

果蠅性別決定（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

3、其他XY染色體性別決定系統(tǒng)

一些魚除了有XY性別決定系統(tǒng)外,，還有該系統(tǒng)的變體,。例如，雖然有XY染色體,，但是米奇魚也有第二個(gè)Y染色體，稱為Y‘,，Y’染色體功能類似于X染色體,，從而產(chǎn)生XY‘雌性和YY’雄性，但是這個(gè)Y‘染色體出現(xiàn)的幾率不是很高[4],。

米奇魚（來(lái)源維基百科）

另外,，鴨嘴獸呈現(xiàn)出一種特定的性別決定方案，它們?cè)谀承┓矫骖愃朴赯W性染色體的鳥類,，缺乏SRY基因,。鴨嘴獸有十條性染色體，雄性具有XYXYXYXYXY模式，而雌性具有十個(gè)X染色體,。為了確定鴨嘴獸的確切性別決定基因,，科學(xué)家必須進(jìn)行更多的研究[5]。

鴨嘴獸（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

4,、XX/X0性染色體

在XY系統(tǒng)的這種變體中,，雌性有兩個(gè)性染色體拷貝（XX），但雄性只有一個(gè)（X0）,，0表示沒有第二個(gè)性染色體,。許多昆蟲都是這一系統(tǒng)，包括蚱蜢,，蟋蟀以及蟑螂,。少數(shù)哺乳動(dòng)物也缺乏Y染色體，包括奄美刺鼠和棘鼠等[6],。

蟋蟀（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

ZW性染色體

鳥類,，一些爬行動(dòng)物以及昆蟲等生物是ZW性別決定系統(tǒng)。,。與XY性別決定系統(tǒng)相反,，ZW性別決定系統(tǒng)中，雌性具備兩種不同的染色體（ZW）,，而雄性有兩種相同類型的染色體（ZZ）[7],。

鳥類性別由ZW系統(tǒng)決定（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

單倍體

膜翅目昆蟲包括超過(guò)200，000種螞蟻,、蜜蜂,、黃蜂和鋸蟲。大部分成員都由單倍體性別決定系統(tǒng)：雄性是單倍體（一個(gè)染色體組,，也就是不受精的卵子直接發(fā)育）,，雌性是二倍體（兩個(gè)染色體組，也就是受精卵發(fā)育而成）,。在大多數(shù)膜翅目昆蟲中,，交尾時(shí)雌性可以從雄性個(gè)體得到精子，貯存在受精囊中,，卵子成熟后順輸卵管下降,，精子從受精囊放出，使卵子受精,。在這個(gè)過(guò)程中,，雌性通常可以控制卵子是否受精,，并且可以調(diào)整后代的性別比例,。在蜜蜂和螞蟻的種群中,，二倍體雌性從未受精的卵中發(fā)育而來(lái)，能夠通過(guò)孤雌生殖產(chǎn)生后代,。

螞蟻（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

綜述所述,，性別決定還是蠻復(fù)雜的，對(duì)于絕大部分生物而言,，遺傳起主要作用,；但是對(duì)于少數(shù)生物（如兩棲動(dòng)物，蝸牛等）,，環(huán)境在性別的決定中,，也起了至關(guān)重要的作用。