氣候變暖會改變性別嗎？

海生

物種面臨挑戰

我們在電視上都看到過北極熊被困在浮冰上不知所措的畫面。氣候變暖所導致的棲息地破壞，正給像北極熊這樣的許多物種帶來滅頂之災。

但是，請把你的關切分出一些來給另一些物種吧，它們所面臨的生存挑戰似乎更嚴峻呢。因為它們遭受破壞的，不僅有棲息地，還有性別平衡。

此話怎講？

我們都知道，有些動物的性別是由出生時的環境溫度決定的。這一群體包括了從鱷魚、海龜到魚類的很多古老物種。溫度升高會使它們趨于生下單一性別的后代。長此以往，似乎會驅使它們走上滅絕的道路。

但奇怪的事實是，這些物種在過去也經歷過多次全球變暖，而它們都幸存了下來。這就把科學家搞懵了。它們是如何做到這一點的？目前的氣候變暖與它們之前的經歷在多大程度上不同？我們需要為它們的生存擔憂嗎？

這些問題亟待科學家們去回答。

有些物種環境溫度“一決雌雄”

為什么氣候變暖會造成動物的性別失衡呢？

對于許多動物，性別是由遺傳自父母的性染色體決定的。例如，在人類和其他哺乳動物中，大多數雌性擁有兩條X染色體，雄性有一條X染色體和一條Y染色體。對于這些動物，氣候變暖對性別的影響不會太大。

但一些魚類和許多爬行動物，包括鱷魚和海龜，它們雖然也有性染色體，但胎兒的性別是受環境溫度調控的，環境溫度“一決雌雄”。在爬行動物中，決定雌雄的時間是在卵孵化期間;在魚類中，是在卵孵化之后的幼蟲階段。在這些時間段，環境溫度決定了它們是雌是雄。比如海龜，如果在高于26℃的溫度下孵化，通常會生下雌性后代。

現有大量證據表明，全球變暖正導致這些動物的性別越來越失衡。大多數情況是雌性過剩，雄性不足。研究證實，在最近幾年里，海龜中出現了大量以雌性為主的種群。這種情況正日趨嚴重，預計到2100年，在海龜種群中，雌性比例將從目前的52%上升到76%～93%。

這聽起來似乎是災難性的。

到2100年，93%的綠毛海龜將是雌性的。

羅非魚在溫度更高的水里會生育更多的雄性。

雌性過多有益處

對于深受氣溫變化影響的動物，它們能逃過這場劫難嗎？

但實際情況卻讓我們有理由樂觀地相信，雌性占優勢的群體不會導致滅絕。事實上，制約種群規模的是雌性而不是雄性的數量。只要有足夠多的雄性服務于整個雌性群體，雌性數量過多實際上是有益的。

以狗為例。母狗一年可懷胎兩次，假設平均每胎生5仔。現有三群狗，總數都是10只。第一群9只母狗1只雄狗;第二群5只母狗5只雄狗;第三群1只母狗9只雄狗。一年之后，第一群數量增至100只;第二群增至60只;第三群增至20只。由此可見，與雌雄平衡的群體相比，雌性占優勢的群體往往具有更高的生殖產出，更容易讓種群規模激增。

為此，一些研究者甚至認為，這解釋了為什么性別依賴溫度的物種在自然界中如此普遍。當其他物種難以適應不斷變化的環境時，那些進化出這種機制的物種可能具有更大的生存優勢。

性別失衡可以自我糾偏

這樣一種生育機制還有另一個好處：它本身就有自我糾偏的功能。以鱷魚為例，其孵化溫度偏低或偏高，都會生產雌性，只有溫度適宜時才生產雄性。但對于何者為適宜溫度，卻因個體而異。對于鱷魚甲，孵化雄性的適宜溫度是25℃～29℃，對于鱷魚乙，卻是27℃～32℃，如此等等。這種個體之間的差異，是由個體的基因決定的。

現在不妨來設想一下：在一個特別暖和的年份，只有少數攜帶適宜溫度偏高的基因的胚胎，才會孵化為雄性。它們一旦發育成熟，這些少數的雄性可能會與多個雌性交配，使后代更可能攜帶適宜溫度偏高的基因，這些基因有利于在更高溫度下生育雄性。通過這種方式，種群中的雄性比例就會漸漸恢復。

這種自我糾偏的機制，再加上讓種群規模激增的能力，可以解釋為什么在更高溫度下生育更多雌性的物種（如前述的鱷魚、海龜和魚類），在過去經受了氣候變暖的考驗。

人類在氣溫高的情況下，更傾向于生育女性，不過這是一種不同的機制在起作用。

讓性別不再決定于溫度

對于全球變暖導致雌性過剩的動物來說，氣候變暖對它們的種群發展影響不大。但對另一類物種則構成了很大的威脅——那些環境溫度越高，生下的雌性越少，雄性越多的物種，這對它們就有可能是滅頂之災，包括商業上有重要價值的鱸魚、羅非魚和茴魚。據估計，只要氣溫上升1℃～2℃（這是對本世紀末海洋溫度上升的最保守預測），它們中雌雄比例可能會從1：1變為1：3。

這些物種都有決定性別的性染色體，但它們的性別同時又受溫度的調控，而且溫度通常會凌駕于這些遺傳指令之上。比如說，本來是雌性的羅非魚，在更溫暖的水域成長時，就能將自己轉變成雄性。

那么，隨著全球氣溫持續上升，這類物種的命運如何？

不可否認，滅絕的可能性是極大的。然而，科學家發現，這類物種的危機中也隱藏著一條出路，這條出路似乎在過去已被多次使用過。

根據科學家的模型，雌性的長期缺乏最終可能導致它們進化出一種本領，即它們的基因發生突變，進化出性別不再對環境溫度敏感的特征。如此一來，性別就僅取決于性染色體了。

鳥類就是這樣一個典型例子。它們的祖先最初性別也是依賴于溫度的，但后來進化出不依賴溫度的生育方式，以此來擺脫即將到來的滅頂之災。這可能是1.5億年前化石記錄中鳥類數量增加的原因之一。同時，一些研究人員認為，絕大多數恐龍沒進化出這種機制，可能對它們的滅絕起到了推波助瀾的作用。因為我們知道，雖然恐龍滅絕的根本原因是小行星撞擊，但直接原因卻是撞擊所導致的氣候巨變——在氣候發生劇烈變化的時候，還讓生育方式依賴于外界溫度，那是很危險的。所以，鳥類是它們當中唯一存活至今的后代。

氣候變暖日趨嚴峻

不論自我糾偏也罷，進化出不受氣溫影響的基因也罷，要讓這些機制發揮作用，前提是氣候變化的速度不能太快，譬如，進化出一個好基因之后，要讓它傳播開去，至少得讓這個基因的攜帶者活到性成熟期;要是環境變化太快，攜帶者沒活到成熟期就死了，那這個好基因就不能發揮作用。

不幸的是，有跡象表明，與過去的氣候變暖事件相比，現在氣候變暖的速度太快了。在這種情況下，爬行動物尤其面臨著巨大的風險，因為它們的代際跨度很長，例如紅海龜需要30年才能達到性成熟，這意味著它們無法足夠快地適應環境。最近一項研究預測，在未來幾十年內，許多海龜種群將幾乎全是雌性。

更為嚴峻的是，這次氣候變暖已使許多物種全失去了它們連接成片的棲息地。過去，它們可以通過遷徙來躲避不適宜的氣候，現在已經沒這個條件。此外，棲息地的破壞會縮小種群規模，從而限制適應能力。因為在更大的群體中，發生基因變異的可能性要大得多。種群規模縮小，意味著讓進化發揮作用的舞臺縮小了。這一切也是我們現在需要采取行動限制氣候變化和環境退化的另一個重要原因。