动物中的性别可塑性 

    在许多动物中，性别特征甚至在成年生活中都是相当可塑的。在某些鱼类中，当占统治地位的雄性从群体中消失时，一个成年雌性就会改变其性别成为雄性，从制造卵子转而制造精子，同时也会变换为雄性的颜色和行为。还有一个更微妙的例子是一种鼹鼠，其在成年生活中会保有“卵巢”，可从雌性变为雄性，然后再变回来，变化的依据则是季节，以及是保持温顺还是产生更高的睾酮水平以保持更具侵略性的行为对其生存与繁衍更为有利。 

    那么，是什么造就了在许多动物中的这种显著的性别可塑性？答案或许是性腺固有的可塑性使然。对于大多数发育过程来说，一个肾原基只能形成一个肾，一个肺原基也只能形成一个肺。 

    相比之下，性腺既可发育成睾丸，也可发育成卵巢。通常这种“性别决定”的选择发生在胎儿的生命过程中，之后便会保持稳定。但在像某些鱼类等动物中，这种选择在之后的成长过程中也许会再次发生。 

    性别决定和其他发育进程之间的另一个显著区别是，控制大多数发育机制的基因在整个动物王国中被严格地保留下来。但是，控制性别决定的机制似乎在整个动物王国中是大不相同的。 

    在某些动物中，后代的性别取决于种群密度，而另外一些则取决于温度。人类是在子宫里孕育的，在此胎儿（大部分）受到保护以免受变化莫测的环境的侵害。其使用一种基于X染色体和Y染色体的遗传机制来确定性别。但在所有脊椎动物中尚未发现一种统一的性别控制机制，在某种程度上这样一种必要过程没被严格保存下来似乎是不可能的。 

    对科学家来说，这个问题的答案似乎在于更好理解性别决定是如何在器官发育的细胞生物学层面发生的。性腺细胞是如何决定形成一个睾丸或是卵巢的，充斥整个动物王国的不同的性别决定机制又如何调整这一进程呢？最新研究认为，其中还应存在一个共同的基础机制。 

    性腺具有双重潜能 

    在发育的早期阶段，性腺既可能成为睾丸，也可能成为卵巢。无论是雄性（中肾）还是雌性（缪勒）导管系统最初在体内都是存在的，一旦作出命运决定，性腺在体内下降或上升，相反性别的导管系统就会蜕变。 

    1991年，在动物中控制性别决定的基因被发现。英国国家医学研究所的研究人员发现，将小鼠Y染色体上的Sry基因插入XX（雌性）小鼠胚胎的基因组中，可将雌性小鼠变成雄性小鼠。这一实验表明，将Sry基因从雄性胚胎的Y染色体中去除可引起遗传学上的XY雄性动物发育成雌性。研究人员还搜集了雄性和雌性黑猩猩、马、兔、猪、牛和老虎的DNA。研究发现，所有这些动物在其Y染色体上携带有Sry基因，这反映了此种性别决定机制在动物中得到了广泛的保留。 

    1993年，美国杜克大学的研究人员开始研究触发形成睾丸或卵巢的最早的细胞机制，这个触发时间点正是Sry转录因子在性腺中进行表达的时刻。 

    研究人员面临的第一个挑战是要建立起一个可使性腺在可控环境中进行发育的系统。要计算出保持胚胎小鼠性腺可在培养皿中生长发育数天（此时正是小鼠决定其自己命运的时刻）的合适条件可不是一个小任务。 

    1995年，研究人员对来自中肾（和此阶段的性腺紧密相关的附近组织）的细胞群迁移入性腺的想法进行了测试，他们制作了一个重组器官，并对其培养了数天时间。该器官是一个携带有β-半乳糖苷酶基因（可使所有细胞变蓝）的性腺和一个“白色”无标记性腺的结合体。实验表明，来自中肾的蓝色细胞迁移到了未标记的性腺中，但其仅进入雄性XY性腺中，从未进入XX雌性性腺中，中肾细胞一旦进入雄性性腺中就会被Sry表达的支持细胞（Sertoli）所包围，并形成睾丸索，这首个形态的变化给出了发育成睾丸的承诺信号。 

    至此，科学家们已看到了细胞的迁移，但对其是否真的那么重要还并不清楚，于是，他们设计了一个实验来测试细胞迁移的重要性。研究人员在培养的中肾和性腺之间设置了一道膜屏障，实验表明，阻断中肾细胞的迁移可阻止睾丸在早期阶段的发育。科学家们心存疑虑的是，如果诱导中肾细胞迁移入一个XX性腺中又会发生什么情形呢？可使其发育成更像睾丸还是卵巢？ 

    经过多次的失败努力后，研究人员终于找到一个利用培养“三明治”器官来进行检验的方法。他们将一个正在发育中的XX雌性性腺放置在一个XY雄性性腺和一个蓝色中肾之间，之后他们兴奋地发现，中肾细胞跨过XX雌性性腺进入了XY雄性性腺。在迁移过程中，这些细胞诱导发育中的雌性性腺激活某些与雄性发育有关的基因，并形成类似于睾丸索的雄性样结构，所有这一切都是在缺乏主Sry基因的情形下发生的。