性別決定的分子機制

與身體軸線、眼睛分化等保守的發育過程相比，性別決定的分子機制在不同動物中差別很大。

無論是果蠅、還是小鼠、抑或人類，具有兩種潛能的性腺原始細胞可能發育成睾丸，也可能發育成卵巢。

在很多雌雄異體動物的胚胎早期，雌雄性管均存在，經過取捨，留下一種配子前往外生殖器。

早在二戰結束的時候，Alfred Jost將性腺移除後的兔子胚胎放回子宮，所有新生兔子都僅有雌性特徵，表明性腺並非雌性必需。後續的研究中，他發現睾酮激活附睾、輸精管的發育，抗苗勒激素抑制輸卵管與子宮的發育，而二氫睾酮的得失決定了外生殖器的性徵。

XY

大概10億年前，哺乳動物的XY性別系統出現：XX染色體為雌性、XY染色體為雄性。其中Y染色體上的Sry基因又起了決定作用。作為轉錄因子，Sry啟始同樣作為Sox基因家族的Sox9，而Sox9前饋生長因子FGF9，後者激活Dhh、Ptgds、PDGF等雄性發育的信號通路，並抑制雌性發育的Wnt4、Rspo1、Ctnnb1等Wnt信號通路。

不過，部分棘鼠與鼴鼠並沒有Y染色體與Sry基因，雌雄均為XO型；此外，至少9種南美草鼠雌性既可以是XX，也可以是XY，這時雖然有正常的Y染色體與Sry基因，但由於表觀調控，Sry的表達受到延遲或缺失；而XY型的非洲侏儒倉鼠由於X染色體的異位，也可發育正常卵巢與性狀，但尚未報道雌化基因。

ZW

鳥類的ZW性別系統與XY不同：ZW為雌性、ZZ為雄性。而Z染色體上的DMRT1基因起了決定作用，它隸屬DM基因家族，該家族在非脊椎動物果蠅與線蟲中也參與性別決定。在ZW型雌性中，病毒誘導DMRT1的過度表達會引發雄性特徵；在ZZ型雄性中，通過shRNA抑制DMRT1表達會引發雌性特徵；在ZZ型雄性雞蛋的性腺發育期，通過雌二醇也能引發雌性特徵。

有趣的是，由於雙核卵子的雙重受精，鳥類、節肢動物等生物能夠擁有雌雄嵌體：身體兩側分別展示不同性別的羽毛、性器等特徵。雖然體內的性激素均勻地隨血液循環，但在雌性一側，ZW型體細胞較多，而雄性一側反之。

在果蠅與線蟲中，性染色體完全決定了每個細胞的性徵；與之對應的，獸類哺乳中，每個細胞的性徵不完全由性染色體決定，例如通過誘導，可以使XX型個體發育睾丸；而後獸動物的性別由Sry決定，但其第二性徵卻依賴性腺，以塔馬爾沙袋鼠為例，性腺決定了育兒袋、陰囊等器官。

環境

通常認為性別決定受基因與環境影響，如外溫動物的性別受環境溫度、體內激素影響。

溫度性別系統中，卵在不同溫度下孵育誘導不同性別，在大多數動物中，溫差只有5度。有的物種高溫為雌，如紅耳滑龜；有的則高溫為雄，如美洲短吻鱷；還有的大多數溫度下為雌性，只在特定的中間溫度為雄，如豹紋壁虎。

紅耳滑龜的基因組沒有雌雄差異，在中樞溫度下，對半孵育雌雄幼崽，如果於此移除性腺，則彼此獨立培養的胚胎會發育較為類似的特徵；鬃獅蜥中，高溫孵育的ZZ型雄性，在周圍ZZ型雄性可育時，會變成可育的雌性個體；而東部三線蜥的XX雌性，在較低溫度下，會發育成雄性。

魚類的性別決定就更為複雜了，除了遺傳與激素，還受環境溫度、群體密度和視覺信號影響，例如青鱂、虹鱒、銀漢等XY型魚類，舌鰨、羅非、九刺等ZW型魚類。

性變

魚類的性別能夠不停變化。

雖然斑馬魚成年後雌雄不能互變，但幼魚在完全性成熟前都會分泌卵子，這種現象被稱為短暫性雌雄同體。

而階段性雌雄同體指不同發育階段性別不同，比如藍頭瀨魚、虎皮仙魚、藍眼花鮨等。它們的族群通常有多個雌性、一個雄性領導及若干未成年雄性。當雄性領導死亡或不被看見時，未成年雄性會變成雄性領導，有時成年雌性也會變成雄性領導，這取決於群體大小與社會等級。

雖然雌二醇與11-酮睾丸激素能夠影響性徵方向，但魚神經葉激素、親吻促動素、精氨酸加壓素等激素能夠較顯著地影響行為。有的時候，環境壓力能夠讓個體釋放皮質醇，從而迅速地雄化。

此外，西花薊馬鼴被報道具有季節性雌雄同體：雌鼴的性特徵會季節性變化，但僅以雌性生殖。非交配季，雌性獨居地洞，卵巢髓室擴展，睾酮分泌增加，發育雄性器官，攻擊行為增多；到了交配的季節，髓室收縮，皮質區擴展，性器雌化，分泌卵子，並開始接受雄性。

表觀

除了遺傳，性別決定也受表觀遺傳調控，有時表觀修飾還能介導環境毒素與飲食變化。

丁酸鈉是歐洲鱸魚腸道菌群產生的短鏈脂肪酸，它能抑制組蛋白去甲基化酶，從而影響相關基因的表達。而多氯化聯苯，作為環境污染指標，能夠調節性腺發育相關基因的轉錄水平，從而使紅耳滑龜群體雌化。通過比較ZZ與ZW半滑舌鰨性腺的甲基化組，人們發現溫度能夠重置可遺傳的甲基化標籤，並且影響後代的性別。

傳統觀點認為環境與基因的開關影響了性別決定基因，基因通過層級的通路依次傳遞，最後平行激活性別分化網路。

而最新觀點認為，多維度的相互抑制，最後雙穩態的方式決定性別，而影響因素包括群體（社會等級、種群密度、生長速度等）、環境（酸鹼程度、背景顏色、氧氣濃度等）與遺傳（性染色體、顯性基因、細胞數目等）。

結語

截至今日，動物生理性別的決定機制已經有了較深的研究，但人類心理性別的研究卻有待推動。

最後，希望未來的人類對性的認識更加科學、未來的社會對性的態度更加包容。