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生物的性別主要是由遺傳物質(zhì)決定的。如性染色體類型的差異(XY型、ZW型)、性染色體數(shù)目的差異(XO型、ZO型)、染色體組的倍性決定及基因差異決定型等。但有些生物的性別決定也受到環(huán)境因素的影響。通常影響生物性別決定的環(huán)境因素有溫度、日照長短、營養(yǎng)條件和位置等。 1.溫度 溫度對(duì)生物性別決定的影響在兩棲類和爬行類中是普遍存在的。爬行動(dòng)物的性別決定機(jī)制有兩種:一種是異形性染色體決定,另一種是溫度決定。溫度決定性別被稱為TSD(temperature-dependent sex determination)。TSD在許多龜鱉、蜥蜴和鱷魚中都能觀察到。實(shí)驗(yàn)顯示,揚(yáng)子鱷和密西西比鱷的卵在不同的溫度下,發(fā)育為不同的性別,當(dāng)溫度在30℃和30℃以下,發(fā)育為雌體;當(dāng)溫度在34℃或34℃以上發(fā)育為雄體;烏龜?shù)穆言?3℃-27℃的溫度下發(fā)為雄性,在32℃-33℃時(shí)發(fā)育為雌性。所以當(dāng)他們產(chǎn)卵在不同高度的海岸線或河岸時(shí)由于溫度不同而影響子代性別的分化。有人認(rèn)為導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因可能是溫度對(duì)爬行動(dòng)物性激素的合成有直接的影響。由于爬行類的性別比例由環(huán)境溫度決定,而且有合適性別比例的溫度范圍又很窄,因此有人提出白堊紀(jì)恐龍滅絕的原因之一就是恐龍的TSD及氣候劇變。 兩棲類的性別分化也與溫度有關(guān)。某些蛙類中,雄蛙的性染色體是XY,雌蛙是XX。如果讓它們的蝌蚪在20℃溫度下發(fā)育時(shí),雌雄比例大約為1∶1;如果讓這些蝌蚪在30℃溫度下發(fā)育時(shí),不管它們具有什么性染色體組成,全部發(fā)育成雄蛙。這里要說明的是,雖然XX型的蝌蚪在高溫下發(fā)育成雄蛙,但它們的性染色體仍然是XX,高溫只能改變性別的表現(xiàn)型,不能改變性別的基因型。 在植物中,環(huán)境溫度對(duì)性別分化也有重要作用。例如,南瓜在發(fā)育過程中,晚上的溫度在10℃左右時(shí),就形成較多的雌花,如果低溫和8小時(shí)日照結(jié)合起來,雌花就占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。實(shí)際上,短日照和較低的夜溫有利于發(fā)育產(chǎn)生較多雌花的現(xiàn)象在葫蘆科植物里是很常見的。 2.日照長短 除葫蘆科植物外,大麻的性別分化也受日照長度影響。延長日照或縮短日照,均可以改變大麻的性別。大麻在夏季播種,只有正常的雌株或雄株,從秋季到翌年春季這段時(shí)間內(nèi),特別是在12月里,把大麻播種在溫室里,50—90%的雌株逐漸出現(xiàn)性轉(zhuǎn)換,最后完全變?yōu)樾壑辍?/SPAN> 3.營養(yǎng)條件 蜜蜂的受精卵可以發(fā)育成為能正常生育的雌蜂(蜂王),也可發(fā)育成為不育的雌蜂(工蜂),這主要靠蜂王漿的影響。蜂王漿是由工蜂頭部的一些腺體產(chǎn)生的。將成為工蜂的幼蟲,只吃二、三天蜂王漿,且質(zhì)差而量少,孵化后經(jīng)21天才成為成蟲。而對(duì)于將成為蜂王的幼蟲則不是那樣,她的蜂房由工蜂為之?dāng)U大,蜂王漿供應(yīng)五天且質(zhì)好而量多,由于營養(yǎng)較好,從卵中出來經(jīng)16天就能生育,長得比同窩的工蜂大而豐滿。這樣,蜂王和工蜂的染色體數(shù)雖然都是2n=32,但是由于營養(yǎng)不同,有的發(fā)育為蜂王,有的發(fā)育為工蜂。 許多線蟲也是靠營養(yǎng)條件的好壞來決定性別的。它們一般在性別未分化的幼齡期侵入寄主(如番茄)體內(nèi),低感染率時(shí)營養(yǎng)條件好,發(fā)育成的成體基本上都是雌性,而高感染率時(shí),營養(yǎng)條件差,發(fā)育成的成體通常都是雄的。 植物的性別分化除受遺傳物質(zhì)支配外,還決定于植株體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)積累的多少。光合作用強(qiáng),呼吸消耗少,光合產(chǎn)物積累多,有利于雌花分化;碳氮比率高,生殖生長占優(yōu)勢(shì),也有利于雌花形成。在葫蘆科植物如黃瓜發(fā)育早期,豐富的氮肥或給溫室的黃瓜通入CO2,可使雌花數(shù)量增多。 4.位置 許多寄生的甲殼類以幼蟲到達(dá)寄主的先后順序來決定性別。先到達(dá)寄主的個(gè)體長得較大,發(fā)育為雌體,后到達(dá)寄主的個(gè)體長得較小,發(fā)育成雄性。Stegophryxus是寄生在寄居蟹上的等足類動(dòng)物,其幼蟲附著在寄主腹部的發(fā)育成雌體,而落在雌體身上的幼蟲則發(fā)育成雄性,雄性和雌性相比,個(gè)體很小,以后一直生活在配偶的育囊中,經(jīng)實(shí)驗(yàn),將第一個(gè)落在寄主上預(yù)計(jì)發(fā)育成雌體的幼蟲放在另外的雌體身上后,結(jié)果發(fā)育為雄體,從而證實(shí)其性別由位置決定。 海生蠕蟲后螠(Bonelliaviridis)的雌蟲個(gè)體大,口吻長;雄蟲很小。這種蟲的性別決定很偶然,成熟的后螠在海里產(chǎn)卵,卵發(fā)育成幼蟲,它們不具有性別,落到海底的幼蟲發(fā)育為雌蟲,落到雌蟲吻部的發(fā)育為雄蟲,落在海水中發(fā)育為中性,若把雌蟲吻上的幼蟲取下,它就成為中性,而雄性的程度由它在雌蟲吻部停留的時(shí)間來決定。據(jù)說該雌蟲的吻上有一種類似激素的化學(xué)物質(zhì),它有力地影響著幼蟲的性分化。 在植物界中也存在這樣的情況。一般在雌雄同花的植物里,同一朵花原基上,靠近外邊的細(xì)胞發(fā)育成雄蕊,靠近中央的細(xì)胞發(fā)育成雌蕊。 綜上所述,雖然生物的性別主要是由遺傳物質(zhì)決定的,但環(huán)境因素對(duì)生物的性別分化也起著重要的影響??梢姡锏男詣e也和其他性狀一樣,是由基因和環(huán)境因素共同決定的。 |
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