來自中國科學(xué)院動(dòng)物研究所、杭州師范大學(xué)及悉尼大學(xué)的研究人員最近在PNAS撰文挑戰(zhàn)了胚胎缺乏主動(dòng)行為調(diào)控能力的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。他們在中華鱉（Pelodiscus sinensis）胚胎發(fā)育的研究中發(fā)現(xiàn)，這種習(xí)慣性認(rèn)識(shí)并非事實(shí)，相反，胚胎能進(jìn)行如成體“曬背”似的行為熱調(diào)節(jié)。

 

領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是中科院動(dòng)物研究所生態(tài)適應(yīng)和保護(hù)生物學(xué)研究組的杜衛(wèi)國研究員。其近年主要從事爬行動(dòng)物的生活是進(jìn)化、熱生物學(xué)等研究，取得了系列成果，拓展了雌體繁殖決策、最適卵大小進(jìn)化等理論研究，獲浙江省高?？蒲谐晒?jiǎng)4次。已發(fā)表80余篇科學(xué)論文，其中SCI收錄論文30余篇。

 

鳥獸等恒溫動(dòng)物通過代謝產(chǎn)熱控制自身體溫，而爬行類等變溫動(dòng)物可通過行為調(diào)節(jié)自身體溫。爬行動(dòng)物成體和幼體能通過曬背等行為尋找溫暖環(huán)境、提升自身體溫。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，與自由活動(dòng)的胚后階段動(dòng)物不同，胚胎因缺乏運(yùn)動(dòng)能力而不能主動(dòng)調(diào)控和選擇環(huán)境。

 

在自然界，中華鱉產(chǎn)卵于江河的堤岸，太陽照射（熱源）常常來自巢的側(cè)面而非正上方。那么，胚胎是否能夠遷移到側(cè)面以便最大限度地獲得太陽熱量？研究人員開展了實(shí)驗(yàn)室人工孵化和野外自然巢址模擬實(shí)驗(yàn)。在人工孵化實(shí)驗(yàn)中，在卵表面預(yù)先標(biāo)記了卵內(nèi)胚胎的初始位置，放入上方熱源和側(cè)面熱源兩個(gè)處理中，每隔3天取樣，解剖觀察胚胎位置，上方熱源處理中的胚胎孵化過程中始終位于上方，而側(cè)面處理中的胚胎先跟隨胚胎朝左側(cè)移動(dòng)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)中期熱源移至卵右側(cè)時(shí)，胚胎又快速移向右側(cè)，每天平均移動(dòng)角度最大可至10度左右。自然巢址模擬試驗(yàn)將卵放置于平面和斜面兩種巢內(nèi)，斜面巢內(nèi)卵分為兩個(gè)處理：胚胎初始位置與入射陽光的角度為45或90度。研究發(fā)現(xiàn)，平面巢內(nèi)胚胎朝上，而斜面巢內(nèi)胚胎向太陽光入射方向遷移，而且90度處理的遷移角度顯著大于45度處理。

 

該研究的主要貢獻(xiàn)在于發(fā)現(xiàn)動(dòng)物在胚胎階段就能通過行為來主動(dòng)掌握自己的命運(yùn)，比人們原來預(yù)料的要早得多。行為熱調(diào)節(jié)可以使胚胎獲得適宜溫度環(huán)境，加速發(fā)育和孵出高適合度后代，具有重要的適應(yīng)意義。此外，如果具有溫度依賴型性別決定機(jī)制的爬行動(dòng)物胚胎（如龜?shù)龋┮材荛_展行為熱調(diào)節(jié)，那么胚胎甚至可能可以控制自身性別。