最近的一項發現揭示了溫度如何以及為何決定烏龜的性別杜克大學的研究表明，氣候變暖不僅會增加烏龜蛋發育成雌性的可能性，而且甚至在性別確定之前就增強了這些雌性烏龜產蛋的潛力。這一發現可以解釋為什麼除了烏龜之外的許多物種都表現出依賴於溫度的性別決定，這種看似不穩定的繁殖策略卻持續存在。此外，這一發現可能預示著全球變暖背景下令人擔憂的未來影響。

研究人員於6 月23 日發表在《當代生物學》雜誌上的發現是，胚胎攜帶的“生殖細胞”（前卵細胞）的數量會隨著孵化溫度的升高而增加。事實上，他們發現這些生殖細胞本身在胚胎變成雌性的過程中發揮著作用。

“溫度決定性別不僅僅是一種機制，”杜克大學醫學院細胞生物學傑出教授、資深作者布蘭奇·卡佩爾(Blanche Capel) 說。“較高的溫度似乎會通過胚胎中的多種細胞類型以漸進的方式影響性別決定。”

領導該項目的卡佩爾實驗室博士後研究員鮑里斯·特扎克(Boris Tezak) 表示，更豐富的生殖細胞本身似乎推動了雌性化。“產生雌性的溫度也是增加生殖細胞數量的溫度，”他說。

卡佩爾說，眾所周知，更多的生殖細胞也能控制魚類的雌性發育。但為了證明更多的生殖細胞會產生雌性烏龜，他們從在中等溫度下培養的紅耳龜胚胎中取出了一些生殖細胞，該胚胎本應產生50-50 的比例，並且看到了比預期更多的雄性。

幾十年來，科學家們已經了解溫度依賴的性發育，並在生命樹的許多不同部分發現了它，顯然是因為它以多種方式進化了多次。

“它隨處可見，”特扎克說。“這似乎是一個非常危險的策略，特別是在天氣變化和氣候變化的背景下，那麼為什麼這個系統會持續存在呢？”

研究人員認為這是因為依賴溫度的性發育創造了生殖優勢。特扎克說：“孵化出更多生殖細胞的雌性可能更適合生殖——這會增加她攜帶更多卵子的生殖潛力。我們已經將雌性途徑與生殖細胞數量的增加聯繫起來，如果這確實使她的生殖能力更強，那麼這將大大有助於解釋為什麼溫度依賴的性發育持續存在。”

隨著全球氣溫持續上升，問題變成：烏龜和其他對溫度敏感的繁殖者會發生什麼？我們將研究溫度的進一步升高將如何影響生殖細胞庫，”特扎克說。 “它會產生不太健康的雌性嗎？”

為了回答這些問題，特扎克仔細地培育了一批從路易斯安那州飼養員那裡獲得的紅耳龜蛋，這些蛋裝在裝有潮濕介質的塑料盒中，並在實驗室中保持恆溫。一個孵化器的運行溫度為26 攝氏度，可產出更多雄性。另一個溫度是31 度，這是產生更多雌性的最佳溫度。

當他取出其中一個，用非常亮的光檢查它們的進展時，在較溫暖的環境中孵化的胚胎明顯更大，並且在蛋內更活躍。

卡佩爾說：“我們假設存在一個溫度’最佳點’。在很短的範圍內會獲得大量的生殖細胞，超過這個範圍就會開始看到下降。我們在33.5 度的溫度下孵化了一些卵，僅比雌性的最佳溫度高了兩度半，它創造了一些非常奇怪的胚胎——有獨眼巨人和雙頭胚胎。 我們還沒有計算他們的生殖細胞。”

該實驗室還將接收一些鱷魚蛋以繼續進行溫度實驗。眾所周知，短吻鱷會在低溫下產下雌性，在高溫下產下雄性，這與紅耳滑龜的模式相反。然而，短吻鱷的低溫與烏龜的高溫相同，因此這兩個物種在31 攝氏度下產下雌性。

“有趣的問題是，在這個溫度下，我們是否會在這兩個物種中看到更多的生殖細胞，”特扎克說。