科学家以前已经发现，一些爬行动物的性别与卵子发育的环境温度有关。例如，乌龟，较高的环境温度会使卵发育成雌性，而较低的温度会使卵发育成雄性。然而，这些爬行动物如何记录温度信息并将其转化为影响卵子发育过程中生理发育的因素，仍然是一个未解之谜。

就在最近，发表在《科学》杂志上的一篇论文揭示了海龟性别发育和卵子发育的环境温度之间的特定影响机制。

对人类来说，Y染色体上的一个特定基因决定了身体未来的发育模式，而单一的特定信号很难用来确定身体是男性还是女性。虽然有些生物可以像雄性果蝇一样正常发育，即使没有Y染色体，但如果乌龟想用温度信号作为决定雌雄的关键，那么这个信号对“乌龟身体的发育”一定非常重要，并且可以触发身体雌雄发育的差异。然而，在这一点上，与显示同等温度的染色体机制相比，很难找出温度如何帮助一些生物体确定它们是雄性还是雌性。

因为在龟卵的发育过程中，孵化可能发生在不同的季节，而且龟卵所处环境的温度在长期内不断变化。

在中长过渡时期，龟卵发育的环境温度可能每天都不同，而在短期过渡时期，龟卵能接收到的温度信号在早上和晚上是不同的(早上高，晚上低)，尽管这种“可变的”温度信号乍一看不能帮助龟在发育过程中确定自己的性别。

然而，如果用类比的话，这种判断方法确实与人类相似，也就是说，所有的信号都被“决定动物性腺的细胞”读取，然后这些读取的信息被细胞用来决定身体应该产生哪种生长激素。

海龟如何记录和转换温度信息？

研究人员在过去几年里研究过红耳龟，发现当实验控制的发育温度高于30摄氏度时，这种龟的卵更有可能发育成雌性，而当温度低于26摄氏度时，它们更有可能发育成雄性。

照片|红耳龟(来源:维基)

尽管生物体有许多方法来确定它们是雄性还是雌性，但许多生物体在确定过程中使用一些核心基因，而这些核心基因之一就是“双性人基因”。研究人员先前已经发现雌雄同体基因在果蝇的发育中起着重要的作用，但也发现红耳滑龟的雌雄同体基因可以促进雄性的发育。

根据以前的研究，这种两性基因只能在低温环境下转化为蛋白质，这意味着它不同于在高温或低温下转化为蛋白质的“温度传感器”，但蛋白质只能在低温或高温环境下才有活性。

这项研究进一步探索了这种类型的两性基因在红耳滑龟发育中的作用，并成功地聚焦于一种叫做Kdm6b的基因。尽管先前与Kdm6b相关的研究发现它在哺乳动物的癌细胞和免疫细胞中起调节作用，但这并不意味着它也能影响海龟的性别发育过程。

然而，令人惊讶的是，研究人员最终发现了海龟的“温度调节器”Stat3，它可以在性腺中转化为蛋白质，而不管温度如何，在高温环境下具有“阻止身体发育成雄性”的功能，使身体更有可能发育成雌性。然而，不管发育环境的温度如何，阻断Stat3都会使身体失去“阻断身体发育为雄性”的能力，从而变成雄性。

研究发现，Stat3蛋白和磷酸盐之间的联系是Stat3对温度反应的关键。在某些特定条件下，Stat3在钙含量较高的细胞中更容易被激活，而性腺中的钙含量随温度而变化，就像海龟可以通过细胞中钙含量的变化来记录温度变化，并利用这些信息来判断它们是“雄性还是雌性”

然而，尽管这项研究在探索海龟卵发育温度和性别之间的关系方面取得了丰富的成果，但我们仍然不知道是什么导致细胞根据不同的温度积累不同数量的钙，最终可能需要一段时间才能发现完整的海龟发育过程图。

此外，这项研究目前似乎没有任何潜在的医学用途。除了“了解细胞转化环境因素的新信息并永久决定身体的发育方向”之外，海龟的发育过程也可能有助于我们在今天的气候变化中更好地保护它们的栖息地。