二氧化碳水平上升不仅影响气候;它们还影响海洋的化学性质。当盐水吸收二氧化碳时,它会变成酸性,从而改变水生动物生态系统
但是海洋酸化究竟是如何影响那些基因组成会根据环境线索而改变的动物的呢?发表在《环境科学与技术》上的一项研究通过牡蛎的“眼睛”解决了这个问题
与哺乳动物和鸟类不同,牡蛎在受精时没有决定性别的染色体。双壳类动物依靠环境因素来触发决定它们是雄性还是雌性的遗传信号,这一机制被称为环境性别决定
之前的研究已经探索了温度和食物供应等环境信号如何改变水生动物的雌雄比例,但pH值的变化被忽视了。现在,由Xin Dang和Vengatesen Thiyagarajan领导的一个研究小组研究了海洋酸化如何影响孵化场和野外几代牡蛎的性别比例
研究人员从野外收集了这项研究的第一代牡蛎,并将它们放在两个不同的水箱中,一个水箱的pH值为中性,另一个水箱中的酸性水略高,以模拟海洋酸化。酸性槽中的野生牡蛎后代(第二代)的雌雄比高于中性pH槽中的后代
接下来,研究小组将第二代牡蛎从酸性水箱移植到两个不同的自然栖息地:一个是中性pH值,一个是酸性pH值。无论栖息地pH值如何,第三代牡蛎的雌雄比例都更高,这表明pH介导的性别决定对牡蛎来说可以是跨代的
同样,pH介导的性别决定也发生在对照组后代中。当第二代对照组牡蛎移植到酸性自然栖息地时,其后代的雌雄比高于移植到中性pH自然栖息地的对照组牡蛎
该团队还通过遗传分析探索了pH值与性别决定之间的关系。结果表明,一系列参与女性发育的基因在酸性pH值的作用下开启,而另一组参与男性发育的基因则关闭。这些结果揭示了牡蛎环境性别决定的新触发因素
Dang说:“这项研究首次记录了由于暴露在低pH值下,多代人对女性的性别比例存在偏见。”。“这些结果扩大了我们对环境性别决定的理解,并强调了未来全球变化对软体动物和其他海洋生物的繁殖和种群动态的可能影响。”研究人员的下一步是探索其他海洋动物的这一现象,以更好地了解应对气候变化的遗传调控,并测试pH性别决定在牡蛎养殖中的应用
More information: Xin Dang et al, Low pH Means More Female Offspring: A Multigenerational Plasticity in the Sex Ratio of Marine Bivalves, Environmental Science & Technology (2024). DOI: 10.1021/acs.est.4c07808Journal information: Environmental Science & Technology
Provided by American Chemical Society
2025-02-25
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