龟的孵化与恐龙的灭绝

金维克

生物学家克劳德·皮尤博士真是个“怪人”，即使到冬季运动站去度几天假，他也决不会忘记带上那些整年陪伴着他的龟。他舍不得离开这些摩尔龟和欧洲淡水龟的原因，倒不完全是出于对大自然的热爱，而是他从这些龟的性别分化中似乎看到了恐龙灭亡的真正原因。

皮尤博士曾经把这两种龟的卵放进不同温度的孵化箱，等到小龟出世后详细地登记它们的雌雄比例。当然，为了更有说服力，实验用的龟卵都是同一窝的。登记本上的数字是令人惊异的:在低于27.5℃的温度下孵化的欧洲淡水龟，无一例外全部是雄性，而高于29.5℃孵化的又全部是雌性。在这两个温度之间，则有雌有雄，甚至还有雌雄兼性的。摩尔龟的实验结果与此类似:在26℃～27℃温度之间孵化的全是雄性，而31℃～33℃孵化的又全是雌性。雌雄之间的“分界温度”在30.5℃左右。其他各种龟几乎都有这种现象，只不过“分界温度”稍有不同，大多数在28℃～31℃之间。

当然，自然界的情况不同于孵化箱，孵化温度不可能保持恒定不变。为了深入这种研究，皮尤博士又仿照自然环境，将淡水龟的卵埋在沙土里，旁边插上一支温度计，以便随时观察孵化期间的温度变化。

在这次实验中，皮尤发现，决定淡水龟性别的有一个关键的阶段。当龟的胚胎发育到170～180克时，就进入了这个对温度十分敏感的阶段。在这以前，所有的胚胎都分不出雌雄。而这个阶段的环境温度高于或低于“分界温度”，就会影响到孵化出的龟的性别。

众所周知，哺乳动物的性别完全是由细胞中的性染色体来决定的，与环境温度毫不相干。但是为什么龟的性别却受温度的影响呢?

在雄性哺乳动物的血液中，存在一种叫做H—Y抗原的蛋白质，它能诱导睾丸的形成，但在雌性哺乳动物身上却没有这种抗原。奇怪的是，在鸟类身上的情况却恰恰相反:H—Y抗原诱导卵巢的形成，而雄鸟的身上反而不具备这种抗原。现代遗传学对这种现象的解释是:哺乳动物是“配子异型雄性”，也就是雄性的两个性染色体不同(XY)，而雌性的两个性染色体相同(XX)。相反，鸟类却是雄性具有两个相同的性染色体(XX)，而雌性具有两个不同的性染色体(XZ)。

经过化验，在雌龟的血液中发现了H—Y抗原，而雄龟的血中则没有。因此人们认为在这一点上龟与鸟类是类似的。不同之处在于，龟体内的H—Y抗原是否会发生作用，将取决于胚胎体内产生的是雄性还是雌性激素。如果胚胎内合成的是雌激素，那么它能激化H—Y抗原，性腺便发育成卵巢；如果胚胎内合成了雄激素，那么它便抑制了H—Y抗原，于是体内便生成了睾丸；当两种激素同时出现时，便孵化出了雌雄兼性的个体。由于雌雄激素的合成对外界温度的依赖性很大，因此环境温度就对龟的性别起了决定性的作用。

还没有完全弄清楚的是:是否所有的爬行类动物的性别都取决于孵化时的环境温度?特别是在6500万年前灭绝了的恐龙，是否也具有相同的机理?

目前人们能够肯定的是，蜥蜴的性别也是由孵化温度来决定的。不久前，英国贝尔法斯特大学的费古逊教授，还证明了另一种爬行动物钝吻鳄也是如此；不同的是，低温有利于产生雌性，高温反而有利于产生雄性。

然而，即使人们能找到足够的证据，证明中生代的恐龙正是由于环境温度变化影响了雌雄的比例，以至最后只有一种性别的恐龙诞生而最终导致了物种的灭亡，也没有完全解开恐龙灭绝之谜，因为人们无法知道:最后一只恐龙究竟是雄性还是雌性的?

(原载法国《科学与生活》)

(题图:张坤)