为什么雄鸟会下蛋?


为什么雄鸟会下蛋?


澳大利亚昆士兰州麦克道尔乌鸦街保护区的笑翠鸟 。图片来源:Joshua Prieto/SOPA Images/LightRocket,盖蒂图片社 。
据《大众科学》(劳拉·贝萨斯):对于野生鸟类来说,性别逆转可能比鸟类学家最初认为的更常见 。一项针对五种鸟类约500只的新研究发现,高达6%的鸟类具有一种生物性别的身体特征,但另一种是由遗传组成的 。在一个例子中,一只雄性笑翠鸟的输卵管扩张 。科学家们唯一可能的结论是什么?这只雄鸟最近下蛋了 。
澳大利亚昆士兰阳光海岸大学的行为生态学家、鸟类学家和进化生物学家Dominique Potvin说:“这表明野生鸟类的性别决定比我们想象的更具流动性,并且可以持续到成年 。” 。Potvin也是8月13日发表在《生物学快报》杂志上的这项研究的合著者 。
没那么简单
性别逆转在鱼类、两栖动物和爬行动物中是众所周知的 。然而 , 在野生鸟类和哺乳动物中很少有记录 。在人类中,那些天生具有XX染色体的人通常会发育成雌性 。具有XY染色体的人通常是男性 。然而,决定生物性别的主要因素是这些染色体上携带的基因(而不是染色体本身) 。例如,Y染色体上的SRY基因通常会启动哺乳动物的雄性发育 。 
这些基因如何在细胞间表达也很重要 。鸡、斑马鱼和果蝇中的单个细胞都有自己的性身份 。这种身份是基于细胞包含或表达的基因,而不是受整体激素水平的影响 。如果不同的细胞具有不同的染色体组,这可能会导致动物被认为是雌雄同体,表现出雄性和雌性特征 。
在人类中 , 双性人一词描述了一种不属于严格的男女二元结构的身体 。一般来说 , 这是天生具有非典型男性或女性的生物性特征的人,或者是在青春期自然发育的人 。双性人天生就具有性染色体、外生殖器或内部生殖系统,这对于女性或男性来说并不典型 。美国双性人协会估计,1500到2000年出生的婴儿中有1人被认为是双性人,但这是一个很难计算的统计数据 。
DNA并不总是讲述一个完整的故事
这项研究考察了五个物种:澳大利亚喜鹊(Gymnorhina tibicen)、笑笑翠鸟(Dacelo novaeguinae)、凤头鸽(Ocyphaps lophotes)、彩虹鹦鹉(Trichoglossus moluccanus)和有鳞胸鹦鹉(Triochglossus chlorolepidotus) 。这些鸟此前曾在昆士兰州东南部的野生动物医院接受过伤病治疗,并在死亡后接受了检查 。研究小组鉴定了他们的生殖器官,然后测试了他们的DNA以确定他们的遗传性别 。 
性别逆转的鸟类都以三种方式分类:具有完整女性表型(即生物体的所有可观察特征)的遗传雄性,具有完整男性表型的遗传雌性,以及同时具有睾丸和卵巢特征的鸟类 。
Potvin说:“一项关键发现是,92%的性别逆转鸟类在基因上是雌性的,但有雄性生殖器官 。” 。“我们还发现了一种基因上为雄性的笑翠鸟,它具有大卵泡和扩张的输卵管,具有繁殖活性,这表明它最近产卵了”——我们的雄性产卵鸟朋友 。

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一只彩虹长尾小鹦鹉在悉尼港的一棵树上吃东西 。图片来源:赛义德·汗/法新社盖蒂图片社)赛义德·汗
此外,两只雌性凤头鸽具有睾丸和卵巢生殖结构 。
种群中存在性别逆转的个体可能会影响鸟类的繁殖成功 。一个糟糕的交配季节可能会给受威胁的物种带来严重的麻烦,比如南极洲的帝企鹅 。 
该研究的合著者、生物学家和鸟类学家克兰西·霍尔补充道:“这可能会导致性别比例失衡、种群规模缩小、配偶偏好改变,甚至种群数量下降 。” 。  
性别模糊的鸟类也挑战了识别鸟类性别的传统方法 。这些包括遗传标记、羽毛(如雄性孔雀有更精致的羽毛来吸引配偶)或行为 。 
霍尔说:“在许多研究领域,明确识别个体的性别和生殖状况的能力至关重要 。” 。“我们现在已经确定,DNA证据并不总是反映出可疑的性别 。鸟类研究人员经常从血液或羽毛中提取少量DNA样本,并根据显示雄性或雌性的结果做出决定,但这实际上可能在6%的情况下是错误的 。”

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凤头鸽原产于澳大利亚 。图片来源:Arterra/Universal Images Group通过盖蒂图片社提供 。菲利普·克莱门特
寻找线索
据该团队称,这些鸟类性别逆转的原因尚不清楚 。需要更多的研究来更好地了解环境触发因素 。这些类型的因素在自然界中并非闻所未闻 。温度会影响埋在沙子里的海龟幼龟的性别,较低的孵化温度会产生更多的雄性幼龟 , 而较高的温度会产生越多的雌性幼龟 。 
对于鸟类来说,环境中的高应激激素或内分泌干扰化学物质可能会影响鸟类的性发育 。早期的研究发现,在被鸟类吃掉的污水处理厂附近发育的昆虫体内含有干扰内分泌的化学物质 。另一项研究发现,暴露在这些化学物质中的雄性欧洲椋鸟会发出更长、更复杂的歌声,但会损害免疫系统 。
研究中发现的繁殖活跃、基因雄性的笑翠鸟位于城市和农村之间的一个地区 , 在那里内分泌干扰化学物质可能会积聚 。 
尽管鸟类性别逆转的原因尚不清楚,但这项研究为理解澳大利亚许多鸟类的这一现象提供了基线 。关于雄性鸟类与雌性鸟类数量以及性别逆转在种群中所起作用的更准确数据也应有助于对风险最高的物种进行保护研究 。 
Potvin说:“了解性别逆转是如何以及为什么发生的,对于保护鸟类和提高鸟类研究的准确性至关重要 。”