パッセージ
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The Temperature That Decides
¶1 In most animals, an offspring's sex is fixed the instant an egg is fertilized, locked in by chromosomes inherited from each parent. Sea turtles and many other reptiles work differently. A hatchling's sex is decided weeks later, not by any gene it carries, but by how warm the sand around its egg happens to be. For decades this looked like little more than a curiosity. It has since become a closely watched process in climate science. A shift of just a degree or two in nest temperature can push a whole generation of hatchlings toward one sex.
¶2 Reptiles complicate the usual genetic story. Most turtle species have no sex chromosomes a microscope can tell apart, and a newly hatched turtle offers no external clue to its sex either. Confirming a hatchling's sex means directly examining its gonads, the internal organs that develop into ovaries or testes. That difficulty delayed the discovery for decades. In the early 1970s, the French biologist Claude Pieau ran one of the first controlled tests, incubating eggs of the European pond turtle at fixed temperatures. Eggs kept above thirty degrees Celsius hatched almost entirely as females; eggs kept below twenty-five degrees hatched almost entirely as males. Because every other condition in the incubator was identical, temperature alone explained the split, and biologists named the pattern temperature-dependent sex determination, or TSD.
¶3 The mechanism proved narrower than those early experiments suggested. Temperature does not influence sex throughout incubation; it matters only during a brief window in the middle third of development, called the thermosensitive period. Outside that window, temperature has no effect on sex at all, however extreme. Inside the window, warmth speeds up an enzyme that converts one sex hormone into another, tilting the balance that guides the embryo's gonads toward ovaries or testes. Each population has a pivotal temperature that produces an even fifty-fifty split; within a degree or two on either side of it, the outcome swings almost entirely to one sex or the other. A beach running just a degree or two warmer than its historical average does not add a few more female hatchlings; it can produce nearly all of them.
¶4 Two independent lines of evidence pinned down how sharply this switch operates. The first came from experiments that moved eggs between warm and cool incubators partway through development, rather than holding each egg at one constant temperature. [A] By shifting eggs a few days earlier or later each time, researchers mapped the thermosensitive period almost day by day. [B] The second line of evidence came from the nesting beaches, where researchers buried data loggers in real nests to record sand temperature and later confirmed each hatchling's sex. [C] Nests that stayed within a degree or two of the local pivotal temperature produced a mix of males and females. Nests that drifted outside that band hatched almost entirely as one sex, matching what the lab had already predicted. [D] Because a controlled experiment and an uncontrolled beach agreed, biologists could rule out other explanations, such as nest moisture.
¶5 The same sharp switch that makes TSD easy to map in a lab is what makes it risky under climate change. In 2018, the biologist Michael Jensen and colleagues sampled green sea turtles from the northern Great Barrier Reef. They found that more than ninety-nine percent of juveniles from the warmest beaches were female. A species like this needs only a small number of males each generation. Yet decades of nests this far past the historical pivotal temperature threaten to erase the male half of the population within a single generation. TSD matched hatchling sex to conditions that once changed slowly across centuries; now it faces a temperature shift arriving faster than any pivotal temperature can evolve to track.
設問
11問 — TOEFL Readingの全問題タイプを、実際の試験順で収録。
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Highlighted: "Each population has a pivotal temperature that produces an even fifty-fifty split; within a degree or two on either side of it, the outcome swings almost entirely to one sex or the other."
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This level of precision was something a single constant-temperature trial could never have shown.
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In sea turtles, an offspring's sex is not fixed by genes but is decided by the temperature of the sand around its egg during a specific stage of development, a mechanism that is now raising concern as global temperatures rise.
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日本語訳 & 解答
パッセージの日本語訳と、設問ごとの正解・解説です。自分で解いた後の復習用に使ってください。
決定を下す温度
ほとんどの動物では、子孫の性別は卵が受精した瞬間に固定され、それぞれの親から受け継いだ染色体によって決まる。ウミガメや多くの他の爬虫類は違う仕組みで働く。孵化する子の性別は数週間後に決まり、それはその子が持つどの遺伝子によってでもなく、卵の周りの砂がたまたまどれほど暖かかったかによって決まる。何十年もの間、これはちょっとした興味深い現象にすぎないと見なされていた。それが今では、気候科学において注視される過程になっている。巣の温度がわずか1〜2度変化するだけで、孵化する子の世代全体を一方の性別へと押しやることがある。
爬虫類は通常の遺伝の物語を複雑にする。ほとんどのカメの種には、顕微鏡で区別できる性染色体がなく、孵化したばかりのカメも性別を示す外見上の手がかりを一切持たない。孵化した子の性別を確認するには、卵巣や精巣へと発達する内部の器官である生殖腺を直接調べる必要がある。この困難さのために、発見は何十年も遅れた。1970年代初頭、フランスの生物学者クロード・ピオーは、初期の対照実験の1つを行い、ヨーロッパヌマガメの卵を一定の温度で孵化させた。摂氏30度を超える温度で保たれた卵はほぼすべてメスとして孵化し、25度未満で保たれた卵はほぼすべてオスとして孵化した。孵卵器内の他のあらゆる条件は同一だったため、温度だけがこの分岐を説明し、生物学者たちはこのパターンを温度依存性決定、すなわちTSDと名付けた。
この仕組みは、初期の実験が示唆していたよりも狭い範囲でしか働かないことが判明した。温度は孵化期間全体を通じて性別に影響するわけではない。それは発生の中間3分の1の期間にある短い窓、いわゆる温度感受期にのみ影響する。その窓の外では、温度はどれほど極端であっても性別にまったく影響しない。窓の内側では、暖かさがある酵素の働きを速め、それが1つの性ホルモンを別のものに変換し、胚の生殖腺を卵巣または精巣へと導くバランスを傾ける。それぞれの個体群には、オスとメスがちょうど半々に分かれる転換温度がある。その前後1〜2度の範囲内で、結果はほぼ完全に一方の性へと傾く。過去の平均よりもわずか1〜2度暖かいビーチは、メスの孵化数を少し増やすだけではない。ほぼすべてをメスにしてしまうことがあるのだ。
この切り替えがどれほど急激に働くかを裏付けたのは、2つの独立した証拠だった。1つ目は、それぞれの卵を1つの一定温度に保つのではなく、発生の途中で温かい孵卵器と涼しい孵卵器の間を移動させた実験からもたらされた。[A] 卵を数日ずつ早く、あるいは遅く移動させることを繰り返すことで、研究者たちは温度感受期をほぼ1日単位で地図化した。[B] 2つ目の証拠は営巣地のビーチからもたらされた。そこで研究者たちは実際の巣にデータロガーを埋め込んで砂の温度を記録し、後にそれぞれの孵化した子の性別を確認した。[C] 現地の転換温度から1〜2度以内にとどまった巣は、オスとメスが混在する結果となった。その範囲を外れて変動した巣は、実験室ですでに予測されていた通り、ほぼすべてが一方の性として孵化した。[D] 対照実験と非対照のビーチが一致したため、生物学者たちは巣の湿度など他の説明を排除することができた。
TSDを実験室で地図化しやすくしているのと同じ急激な切り替えが、気候変動のもとでそれを危険なものにしている。2018年、生物学者マイケル・ジェンセンと同僚たちは、大堡礁北部からアオウミガメを採取した。彼らは、最も暖かいビーチ出身の未成熟個体の99パーセント以上がメスであることを発見した。この種のような生き物は、世代ごとにわずかな数のオスしか必要としない。しかし、歴史的な転換温度をこれほど超えた巣が何十年も続けば、たった1世代のうちに個体群のオスの半分を消し去ってしまう恐れがある。TSDはかつて何世紀もかけてゆっくりと変化した条件に、孵化する子の性別を合わせるものだった。今それは、どんな転換温度も追随して進化できないほど速く到来する温度変化に直面している。
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Vocabulary — 直後で「今では気候科学で注視される過程になっている」と対比されているため、curiosityは「ささいで興味深い変わった現象」という意味である。
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Reference — itは直前で述べられた「転換温度」を指す。
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Essential Term — 3段落の「オスとメスがちょうど半々に分かれる転換温度」という説明がそのまま定義に当たる。
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Factual — 「卵を移動させることで、研究者たちは温度感受期をほぼ1日単位で地図化した」という文をそのまま反映している。
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Negative Fact — 「温度依存性決定」という名称は「生物学者たち」がこのパターンに名付けたと述べられており、ピオー個人が作ったとは書かれていない。
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Sentence Simplification — 転換温度付近でのわずかな範囲での急激な性比の変化という因果関係を正しく保っているのはCだけである。
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Inference — 温度感受期の外では温度が性別にまったく影響しないと本文が述べているため、その期間を過ぎたあとの暑さは性別に影響しないと推測できる。
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Rhetorical Purpose — 温度以外の条件を同一に保った対照実験の結果を挙げ、温度だけが性別を決定するという主張を裏付けている。
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Paragraph Relation — 5段落は、3段落で説明された急激な切り替えの仕組みが、実際の気候変動下でどのような結果を引き起こしているかを示している。
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Insert Text — 「この精度」とは温度感受期をほぼ1日単位で地図化できたことを指すため、その直後(B)に入るのが自然である。
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Prose Summary — (B)は3段落、(C)は4段落、(E)は5段落の要点である。