澳大利亚中央鬃面龙的生活并不容易。这些有鳞的生物必须抵御高达113华氏度（约45摄氏度）的极端高温，在长达数年的干旱和降雨周期中生存下来，并躲避野猫、狐狸或其他蜥蜴的捕食——任何可能抓住它们的生物。
生物学家认为，正是这些严酷的条件促使这些龙需要更多的后代，并发展出一种不寻常的进化特征：通过染色体和温度依赖性来产生雌性的能力。现在，通过基因测序，生物学家正在逐渐理解实现这一目标的古老细胞机制，正如发表在《PLOS Genetics》上的研究结果所示。
Pogona vitticeps 龙可以通过基因性别决定产生雌性，即染色体决定性别，就像人类一样。但它们也可以经历温度依赖性性别逆转，当雄性胚胎在高温下孵化时，其染色体会受到覆盖，从而产生雌性。
温度如何决定性别这个问题一直非常棘手。温度依赖性性别决定在鱼类和爬行动物中很常见，最早在20世纪60年代被发现，尽管具体方式因物种而异。这些新的研究进展开始解析环境如何影响性别和其他特征发育的复杂方式。
通过对不同发育阶段的两种雌性胚胎的mRNA进行测序，遗传学家发现存在两条不同的初始遗传通路，最终会汇聚并产生形态上相同的卵巢，无论它们的性别是由基因决定还是温度决定的。
但是，虽然这两种雌性都能繁殖并产卵，但性别逆转的雌性往往比具有雌性染色体的龙更具生育能力，行为也更鲁莽和具有攻击性。“它们实际上有点像这些物种中的第三性别，它们与雄性和普通雌性截然不同，”该研究的首席作者Sarah Whiteley说，她任职于堪培拉大学，研究进化发育生物学。“这是一个非常有趣的系统——非常不寻常。”
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细胞机制会感知环境变化并将其信号传递给细胞，然后细胞会启动一系列基因变化，从而导致性别决定的结果。这项研究表明，高温会导致细胞内钙离子和氧化还原调节发生变化，这是一种特殊的细胞信号传导方式，可以改变基因表达。
去年，科学家们开发了一个新的框架，用于理解触发多种物种中温度依赖性变化的细胞内机制，并将钙和氧化还原信号作为这些过程的关键要素。令人兴奋的是，由该框架（称为CaRe假说）预测的钙和氧化还原信号，正是触发鬃面龙性别逆转的因素。
这项研究可以帮助生物学家了解温度如何决定许多其他鱼类和爬行动物的性别。它甚至可以帮助科学家了解温度变化如何影响人类基因功能，因为所有真核生物（具有含有DNA的细胞的生物）都包含感知和响应这类环境变化的机制——这种现象被称为表观遗传学。
鬃面龙的性染色体实际上是微小且分化程度较低的微染色体，这表明它们是在相对近期进化的。因此，遗传学家推测，温度依赖性性别决定的过程是该龙的祖先所使用的，并且这些过程的触发因素仍然存在于现代爬行动物的基因中。
“基本上，当存在某种选择优势需要对环境有更强的敏感性时，进化就总有可以利用的东西，”Whiteley说。“所以我们怀疑，尽管我们的物种——龙——已经进化出了这些性染色体，但允许温度敏感性的这些机制仍然存在。”
随着允许基因测序变得越来越便宜和复杂的新技术的发展，这一研究领域已经蓬勃发展。但仍然任重道远。“鉴于它早就被发现了，我们现在应该已经理解了，”Whiteley说。“但在很多方面，我们仍处于开始阶段。”
