來源：科學(xué)大院

站在窗臺向外眺望,，樹上的鳥兒,、花壇的繁花,、行走的人們,、茁壯成長的蒼天大樹……所有的生物都巧妙地被劃分為雌雄兩性,，陰陽兩極,。那么,，是什么因素決定了萬千眾生的性別呢,？

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，雄性和雌性通過一些基因來指定它們的性形態(tài),。

不過,，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,，國際學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)》雜志近日報道了中美科學(xué)家關(guān)于環(huán)境溫度可以影響烏龜性別的研究[1],。對于兩棲動物而言，環(huán)境通常在很大程度決定動物的性別,。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)育的過程,，其中包括爬行動物在內(nèi)的脊椎動物的性別決定,。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（來源維基百科）

對于溫度如何控制性別，日前浙江萬里學(xué)院的錢英國團隊的最新研究成果提供了重要線索,。該團隊前期發(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)性表達分布，而且溫度置換實驗顯示,，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通過消除H3K27在其啟動子附近的甲基化修飾直接促進雄性決定基因Dmrt1的轉(zhuǎn)錄。同時,，Dmrt1過表達可以恢復(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機制奠定基礎(chǔ)[1],。

錢英國團隊的研究模型（來源于Science）

其他環(huán)境決定系統(tǒng)

在動物中還有其他環(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,，隨著時間的推移性別會發(fā)生變化：成年時是雄性，然后成為雌性,。

蝸牛（來源網(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指定它們的性形態(tài),。在動物中,，通常伴隨著染色體差異，一般通過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對染色體，其中22對常染色體,，一對性染色體（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X染色體來確定雌性[3],，Y染色體在果蠅性別決定中無任何作用，僅是雄性可育的一個必須因素,，在精子形成過程中被激活,。使用X的數(shù)量來確定性別的物種是無法通過額外的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Y‘染色體出現(xiàn)的幾率不是很高[4],。

米奇魚（來源維基百科）

另外，鴨嘴獸呈現(xiàn)出一種特定的性別決定方案,，它們在某些方面類似于ZW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)家必須進行更多的研究[5],。

鴨嘴獸（來源網(wǎng)絡(luò)）

4、XX/X0性染色體

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

蟋蟀（來源網(wǎng)絡(luò)）

ZW性染色體

鳥類，一些爬行動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（來源網(wǎng)絡(luò)）

單倍體

膜翅目昆蟲包括超過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，交尾時雌性可以從雄性個體得到精子,，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,。在這個過程中，雌性通?？梢钥刂坡炎邮欠袷芫?，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,，能夠通過孤雌生殖產(chǎn)生后代。

螞蟻（來源網(wǎng)絡(luò)）

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