性类固醇谱与表型一致:性别逆转雌性鬃狮蜥的激素特征研究

【字体: 时间:2025年05月29日 来源:General and Comparative Endocrinology 2

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  本研究针对性别逆转现象中表型与基因型不匹配个体的激素调控机制,通过测定中央鬃狮蜥(Pogona vitticeps)ZZf(性别逆转雌性)、ZWf(正常雌性)和ZZm(雄性)三种基因型个体在繁殖季节不同时间点的睾酮(T)和雌二醇(E2)水平,结合卵黄激素分析,首次揭示ZZf个体的性类固醇谱与表型性别而非基因型性别一致。该发现为理解性别逆转物种的性状分化机制提供了新视角,对爬行动物性别决定进化研究具有重要启示。

  

在脊椎动物性别决定机制多样性的研究背景下,温度诱导的性别逆转现象一直备受关注。中央鬃狮蜥(Pogona vitticeps)作为典型模型,其高温孵育可导致遗传雄性(ZZ)发育为表型雌性(ZZf),形成基因型与表型不匹配的"不协调个体"。这类个体展现出独特的性状组合:既有雄性特征(如更大体型、更高探索性),又有介于两性之间的生理特征(如代谢率)。传统理论认为性类固醇激素可能是驱动这些性状分化的关键因素,但缺乏直接证据。

为解答这一科学问题,澳大利亚国立大学等机构的研究团队在《General and Comparative Endocrinology》发表论文,系统比较了ZZf、ZWf和ZZm三种基因型个体在繁殖周期中的性类固醇动态变化。研究采用酶免疫分析法(EIA)测定血清睾酮和雌二醇浓度,通过固相萃取技术分析卵黄激素,并运用贝叶斯混合效应模型进行多变量统计分析。样本来自大学饲养的19只ZWf、22只ZZf和15只ZZm个体,在繁殖季早期、晚期和非繁殖季三个时间点采集血液,并收集8只繁殖雌性(4ZZf/4ZWf)的卵黄样本。

研究结果显示:

  1. 非繁殖雌性与雄性的激素比较:ZZf与ZWf的睾酮水平无显著差异,均显著低于ZZm;雌二醇水平在三组间无差异。雄性睾酮水平在繁殖季早期最高,而雌性激素水平相对稳定。
  2. 繁殖雌性的激素动态:繁殖状态下的ZZf与ZWf在睾酮和雌二醇水平上仍无差异,但发现个体样本中两种激素呈正相关(r=0.53)。
  3. 卵黄激素特征:ZZf与ZWf的卵黄睾酮和雌二醇水平相似,但发现母体循环雌二醇与卵黄雌二醇呈负相关,提示存在主动调控机制。

讨论部分指出,该研究首次证实鬃狮蜥性别逆转雌性的性类固醇谱与表型性别一致,推翻了过去认为雄性化行为可能由高睾酮驱动的假设。这一发现与鱼类(如尼罗罗非鱼)和小型哺乳类(非洲侏儒鼠)的研究共同表明,跨物种的性别逆转个体普遍呈现"表型类似"的激素模式。研究提出三种替代机制解释性状分化:胚胎期组织效应(如短暂存在的卵睾体可能分泌雄激素)、神经受体差异(ZZ基因组可能改变脑区激素敏感性),以及非性类固醇激素(如糖皮质激素或加压素)的调控。卵黄激素与母体激素的负相关关系,暗示爬行动物可能存在主动的激素分配策略,这对理解母体效应具有重要意义。

这项研究为性别决定机制的进化研究提供了新视角,特别是在气候变化可能改变爬行动物性别比例的背景下,阐明了性别逆转个体的生理适应性基础。未来研究可拓展至其他激素类别(如孕酮、二氢睾酮)和受体表达分析,以全面揭示基因型-表型不匹配的调控网络。

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