Xác định giới tính phụ thuộc nhiệt độ

Vích biển cái đào hố trên bãi biển, đẻ trứng rồi lấp đi. Những trứng ở mặt trên (nhiệt độ cao) và ở đáy hố (mát hơn hẳn) thì nở thành con đực, còn những trứng ở khoảng giữa (nhiệt độ trung bình) nở thành con cái.

Xác định giới tính phụ thuộc nhiệt độ (Temperature-dependent sex determination - TSD) là một phương thức xác định giới tính cá thể (là đực hoặc là cái) do nhiệt độ môi trường quyết định trong quá trình phát triển của phôi hoặc của ấu trùng.^[1] Nó chỉ được quan sát thấy ở các loài bò sát và cá teleost.^[2][3][4][5] TSD khác với hệ thống xác định giới tính nhiễm sắc thể thường gặp ở động vật có xương sống. Đây là loại xác định giới tính môi trường (ESD) phổ biến nhất và được nghiên cứu nhiều nhất. Một số điều kiện khác, ví dụ mật độ, pH và màu nền môi trường, cũng được quan sát để thay đổi tỷ số giới tính, có thể được phân loại là xác định giới tính phụ thuộc nhiệt độ hoặc phân biệt giới tính phụ thuộc nhiệt độ, tùy thuộc vào các cơ chế liên quan.^[6] Khi các cơ chế xác định giới tính, TSD và xác định giới tính di truyền (GSD) nên được xem xét theo cách tương đương,^[7] có thể dẫn đến việc xem xét lại tình trạng của các loài cá được cho là có TSD khi chịu nhiệt độ khắc nghiệt thay thế về nhiệt độ trải qua trong quá trình phát triển trong tự nhiên, vì những thay đổi về tỷ số giới tính với sự thay đổi nhiệt độ có liên quan đến sinh thái và tiến hóa.

Trong khi TSD đã được quan sát thấy ở nhiều loài bò sát và cá, sự khác biệt di truyền giữa giới tính và cơ chế phân tử của TSD chưa được tiết lộ.^[6] Con đường qua trung gian cortisol và con đường điều hòa biểu sinh được cho là các cơ chế tiềm năng liên quan đến TSD.^[8]

Trứng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ mà chúng được ủ trong thời gian một phần ba nằm giữa của quá trình phát triển phôi.^[9] Thời kỳ ủ bệnh quan trọng này được gọi là thời kỳ nhạy cảm nhiệt (TSP).^[10] Thời gian cụ thể của cam kết giới tính được biết đến do một số tác giả giải quyết niên đại mô học về phân biệt giới tính trong tuyến sinh dục của rùa với TSD.

Tham khảo

1. Pen, Ido, Tobias Uller, Barbara Feldmeyer, Anna Harts, Geoffrey M. While, and Erik Wapstra (2010). "Climate-driven population divergence in sex-determining systems". Nature. Quyển 468 số 7322. tr. 436–439. doi:10.1038/nature09512. PMID 20981009.
2. Warner DA, Shine R (2008). "The adaptive significance of temperature-dependent sex determination in a reptile". Nature. Quyển 451 số 7178. tr. 566–568. doi:10.1038/nature06519. PMID 18204437.
3. Bachtrog, Doris; Mank, Judith E.; Peichel, Catherine L.; Kirkpatrick, Mark; Otto, Sarah P.; Ashman, Tia-Lynn; Hahn, Matthew W.; Kitano, Jun; Mayrose, Itay (ngày 1 tháng 7 năm 2014). "Sex determination: why so many ways of doing it?". PLOS Biology. Quyển 12 số 7. tr. e1001899. doi:10.1371/journal.pbio.1001899. ISSN 1545-7885. PMC 4077654. PMID 24983465.
4. Tree of Sex Consortium (ngày 1 tháng 1 năm 2014). "Tree of Sex: a database of sexual systems". Scientific Data. Quyển 1. tr. 140015. doi:10.1038/sdata.2014.15. PMC 4322564. PMID 25977773.
5. Ospina-Alvarez, Natalia; Piferrer, Francesc (ngày 30 tháng 7 năm 2008). "Temperature-dependent sex determination in fish revisited: prevalence, a single sex ratio response pattern, and possible effects of climate change". PLoS One. Quyển 3 số 7. tr. e2837. doi:10.1371/journal.pone.0002837. ISSN 1932-6203. PMC 2481392. PMID 18665231.
6. ^ Shen, Zhi-Gang; Wang, Han-Ping (ngày 15 tháng 4 năm 2014). "Molecular players involved in temperature-dependent sex determination and sex differentiation in Teleost fish". Genetics Selection Evolution. Quyển 46. tr. 26. doi:10.1186/1297-9686-46-26. ISSN 1297-9686. PMC 4108122. PMID 24735220.
7. Grossen, Christine; Neuenschwander, Samuel; Perrin, Nicolas (ngày 1 tháng 1 năm 2011). "Temperature-dependent turnovers in sex-determination mechanisms: a quantitative model". Evolution; International Journal of Organic Evolution. Quyển 65 số 1. tr. 64–78. doi:10.1111/j.1558-5646.2010.01098.x. ISSN 1558-5646. PMID 20722730.
8. Piferrer, Francesc (ngày 1 tháng 4 năm 2013). "Epigenetics of sex determination and gonadogenesis". Developmental Dynamics. Quyển 242 số 4. tr. 360–370. doi:10.1002/dvdy.23924. ISSN 1097-0177. PMID 23335256.
9. Wibbels, T.; Bull, J.J.; Crews, D. (1991). "Chronology and morphology of temperature dependent sex determination". The Journal of Experimental Zoology. Quyển 260 số 3. tr. 371–381. doi:10.1002/jez.1402600311. PMID 1744617.
10. Delmas, V.; Prevot-Julliard, A.-C.; Pieau, C.; Girondot, M. (2008). "A mechanistic model of temperature-dependent sex determination in a chelonian: the European pond turtle". Functional Ecology. Quyển 22. tr. 84–93. doi:10.1111/j.1365-2435.2007.01349.x.