[转载]关于鱼类性反转现象的认识

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石斑鱼性反转图
教学反思:嘉兴市“一模”考试实验试题出现了鱼类的性反转方面知识,本来以为这个试题是不是有科学性错误,因为以前一直认为只有鳝鱼等少数生物有性反转现象,其实鱼类和两栖类等许多动物有性反转现象。
在自然界中,有功能的雄性或雌性个体转变成有功能的反向性别个体的现象叫做“性反转”。
一、本质
性反转只发生在生殖腺性别水平以及由此引起的表型性征的变化,而不涉及染色体性别。
哺乳类生殖腺性别一经确定,则是永久性的,而且在生殖腺中生殖细胞只能朝向性染色体所决定的性别发育。因此在哺乳类中至今未发现过具有功能的性反转。但鱼类、两栖类则可出现有功能的性反转。
鸟类在自然条件下也可出现性反转。鸟类雌性生殖腺发育不对称,即只有左侧卵巢发育,并具功能;右侧卵巢保持在原基状态。如果雌鸡左侧卵巢发生病变受到损坏,则右侧未分化的卵巢便转变为睾丸,从而变成能生育的雄鸡。
二、引起的因素
引起性反转的因素很多,如动物的生理状态,外界环境以及激素处理等。
1.生理状态
某些鱼类也可在正常情况下出现雌雄同体以及自发性反转。雌雄同体的个体具有两个类型的性器官,其发育可先后交替,即“先雄后雌”或“先雌后雄”,后者更常见,如黄鳝。
2.环境因素
低温可以抑制某些蝌蚪性腺的髓质发育,从而诱导雌性的分化;高温抑制皮质,使遗传型雌性的性腺逐渐变为睾丸。
例如从一种群内部去掉雄鱼,能促使雌鱼变成雄鱼并产生正常的精子。注射睾酮可模拟这种性反转。
3.激素处理
南非爪蟾孵化后的一定时期,在雌激素处理下,可使雄蟾发生完全、持久的性反转,成为能生育的雌蟾。但这样的雌蟾与ZZ雄蟾交配,所得后代均为雄性,说明性反转实际上只涉及表型性别的转变,而染色体性别并未改变,仍然为ZZ型。
如果在孵化的早期阶段,用雌激素处理鸡胚,可引起遗传学上本为雄性的胚胎出现不同程度的雌性发育。但这种性反转不是永久性的。
许多无脊椎动物,雌雄同体的状态可以持久存在。年龄、食物的改变以及水温的变化,都可以引发完全的性反转。如一种丹螺的幼体落在雌性成体壳上时发育为雄体。如果雄体壳上有其他幼虫着落时,下面的雄体转变为雌体,上面的幼体发育为雄性。
三、鱼类性反转在生产中应用
鱼类性别控制是通过人为手段对鱼类的生殖活动进行干预按照人们的意愿来繁殖所需性别鱼类后代的一种繁殖技术。其有效的方法和途径是种间杂交,激素处理,雌核发育和三倍体的人工诱导等。
1.直接荷尔蒙性逆变法
这种方法是在鱼的性腺开始分化之前或正在分化过程中,通过改变鱼体内部类固醇的荷尔蒙而实现的。一般来讲,当鱼苗在开始进食时,在饲料中搀入一定量的雄性荷尔蒙或雄性激素,从而使得性腺发育成熟时其睾丸也发育成熟并呈现雄性特征。而如果在饲料中加入雌性激素,将使鱼在性腺发育完成时卵巢也发育成熟并呈现雌性特征。水产工作者或养殖户将根据市场需求来决定某些特定的水产品种的性别。通常,他们希望全雌化的鲑鳟鱼、比目鱼、鳝鱼等等。但对于罗非鱼或鲶鱼则希望全雄性化。
2.雌核发育
人工雌核发育是利用灭活的精子激活卵子,然后再通过一些处理,使卵子本身的染色体加倍而形成二倍体子代。在整个过程中,子代的遗传物质全部来自卵子,故称为雌核发育。
目前国内外水产工作者通过人工诱导鱼类雌核发育,已经成功地培育出雌核发育的后代:斑马鱼、金鱼、虹鳟、牙鲆、漠斑牙鲆、大黄鱼、庸鲽、舌齿鲈、大菱鲆、尖齿胡鲶、细鳞大麻哈鱼、半滑舌鳎、黄颡鱼、建鲤等。
在人工雌核发育过程中,通常采用抑制激活卵第二次成熟分裂(减数分裂)后期第二极体的形成和排出、形成杂合二倍体的减数雌核发育方式,而不采用抑制激活卵第一次卵裂产生纯合二倍体的卵裂雌核发育方式;雌核发育是快速建立纯系和控制性别的有效方法。例如性染色体为XX-XY配子类型的鱼类,雌核发育形成的二倍体子代都是雌性。用灭活的异源精子形成的异精雌核发育的二倍体雌鱼,有的在生长上有明显的优势;用雌核发育技术与性反转手段相结合,可以获得大量正常的全雌鱼。