為了繁育后代至少需要兩性物種進(jìn)行繁殖,，但在自然界中存在著許多方式產(chǎn)生不同的性別。一些動(dòng)物(包括人類(lèi)和其它哺乳動(dòng)物)使用一種特殊染色體性鑒別系統(tǒng)——雌性擁有兩個(gè)X染色體,，而雄性擁有一個(gè)X染色體和一個(gè)Y染色體,。目前，美國(guó)密歇根州大學(xué)博士后研究員克里斯多夫-錢(qián)德勒和助理教授伊恩-德沃金以及愛(ài)荷華州和俄勒岡州大學(xué)的研究同事在《進(jìn)化》雜志上發(fā)表的最新研究報(bào)告"Experimental evolution of the caenorhabditis elegans sex determination pathway",，研究人員發(fā)現(xiàn)某些蠕蟲(chóng)甚至能夠以雌雄間性的方式進(jìn)行繁殖,。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)能以雌雄間性個(gè)體進(jìn)行繁殖
另一方面，對(duì)于一些爬行動(dòng)物,，性別決定依賴(lài)于溫度,，胚胎孵化在不同的溫度將決定后代是否形成雄性或者雌性。然而如果動(dòng)物不能進(jìn)行繁殖,，那么與性別有關(guān)的基因突變將變得非常危險(xiǎn),。
研究人員長(zhǎng)期置疑雌雄間性現(xiàn)象是如何發(fā)生變異的，我們認(rèn)為性別決定性具有較高的保存性,，這意味著基因中的任何變異都可能出現(xiàn)問(wèn)題,，同時(shí)很快被自然選擇所淘汰。相反,，有證據(jù)表明這些基因進(jìn)化非?？欤⒃谖锓N之間產(chǎn)生很大的分歧,。在性別決定的中間進(jìn)化階段究竟發(fā)生了什么呢,？
在正常情況下,，像蠕蟲(chóng)一樣的秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)擁有一個(gè)染色體性決定系統(tǒng)：多數(shù)個(gè)體的染色體是XX，它們是可以自受精繁殖的真實(shí)雌雄同體,，但也可以和擁有一個(gè)X染色體的雄性進(jìn)行異性交配,，并發(fā)育形成雄性生殖腺。美國(guó)密歇根州大學(xué)博士后研究員克里斯多夫-錢(qián)德勒和助理教授伊恩-德沃金,，以及愛(ài)荷華州和俄勒岡州大學(xué)的研究同事使用進(jìn)化實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)如何克服染色體性決定系統(tǒng)的變化,。
研究人員使用具有溫度相關(guān)性決定系統(tǒng)的秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)突變株進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，在較低溫度下,，秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)進(jìn)化形成雌雄同體,，但如果在發(fā)育階段暴露在較高溫度，它們就會(huì)形成雄性,。他們通過(guò)將秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)幼體暴露于適中溫度,，就會(huì)形成雌雄間性個(gè)體。這種雌雄間性個(gè)體兼具雄性和雌性特征,，很難進(jìn)行繁殖,。
之后錢(qián)德勒和同事使用低生育能力的雌雄間性個(gè)體繁殖了50代，在這個(gè)過(guò)程中,，他們測(cè)量了后代的性別比率和繁殖能力,。秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)的性別很容易通過(guò)尾部進(jìn)行識(shí)別：雄性長(zhǎng)著圓形的尾尖；而雌性長(zhǎng)著鞭狀尾部,，有突出的尾尖，在尾尖附近很容易地看到它們的卵,。這種雌雄間性動(dòng)物兼具兩性特征,，圓形尾尖的個(gè)體時(shí)常攜帶著卵。
在實(shí)驗(yàn)?zāi)┢?，盡管處于之前產(chǎn)生雌雄間體的適中溫度,，所有實(shí)驗(yàn)個(gè)體均返歸典型的性別比率和較高的繁殖能力。研究人員發(fā)現(xiàn)這些動(dòng)物在性決定基因表達(dá)方面并未產(chǎn)生任何變化,。錢(qián)德勒說(shuō)：“它們好像是通過(guò)其他基因機(jī)制進(jìn)行補(bǔ)償?shù)窒?，很可能存在許多差異性。”
換句話(huà)說(shuō),，其它基因?qū)⑦M(jìn)化補(bǔ)償性決定基因所產(chǎn)生的變化,，在某種程度上可使個(gè)體進(jìn)化形成雄性或者雌性，而不是雌雄間體,。這項(xiàng)研究對(duì)于理解生物進(jìn)化進(jìn)程具有重要影響,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1111/j.1558-5646.2011.01420.x
PMC:
PMID:
EXPERIMENTAL EVOLUTION OF THE CAENORHABDITIS ELEGANS SEX DETERMINATION PATHWAY
Christopher H. Chandler, Genna E. Chadderdon, Patrick C. Phillips, Ian Dworkin, Fredric J. Janzen
Sex determination is a critical developmental decision with major ecological and evolutionary consequences, yet a large variety of sex determination mechanisms exist and we have a poor understanding of how they evolve. Theoretical and empirical work suggest that compensatory adaptations to mutations in genes involved in sex determination may play a role in the evolution of these pathways. Here, we directly address this problem using experimental evolution in Caenorhabditis elegans lines fixed for a pair of mutations in two key sex-determining genes that jointly render sex determination temperature-sensitive and cause intersexual (but still weakly to moderately fertile) phenotypes at intermediate temperatures. After 50 generations, evolved lines clearly recovered toward wild-type phenotypes. However, changes in transcript levels of key sex-determining genes in evolved lines cannot explain their partially (or in some cases, nearly completely) rescued phenotypes, implying that wild-type phenotypes can be restored independently of the transcriptional effects of these mutations. Our findings highlight the microevolutionary flexibility of sex determination pathways and suggest that compensatory adaptation to mutations can elicit novel and unpredictable evolutionary trajectories in these pathways, mirroring the phylogenetic diversity, and macroevolutionary dynamics of sex determination mechanisms.
