藍頭瀨魚是一種生活在加勒比海珊瑚礁中的小型社會群體中的魚。只有雄性的頭部是藍色的，這表明他對一群黃色條紋的雌性有著支配地位。
如果把這隻雄性從群體中移除，就會發生不尋常的事情：群體中體型最大的雌性會改變性別，變成雄性。她的變性行為在幾分鐘內就改變了。十天之內，她的卵巢就會變成能產生精子的睪丸。21天后，她就完全變成了一個雄性。
但是瀨魚是如何改變性別的呢?為什麼進化選擇了這個系統呢?
此外，考慮到魚類與哺乳動物共享決定性別的基因，對這一問題的理解是否能為人類和其他動物的性行為提供新的見解?
轉變是如何發生的?
藍頭瀨魚和其他一些物種的性改變是社會性的。當雄魚被移走後，最大的雌魚立刻意識到它的缺席，並在同一天轉換為具有完全的雄魚繁殖行為。
這種社會暗示如何轉化為分子行為仍是一個謎，但它可能與壓力有關。在其他魚類和爬行動物中，高水平的應激激素皮質醇與基於溫度的性別決定有關。皮質醇可能通過影響性激素水平來改變生殖功能。
壓力可能是將環境信息轉化為性別變化的統一機制。
我們的研究追蹤了所有20,000多個藍頭瀨魚基因在雌轉雄過程中的活動變化。
不出所料，我們發現產生女性荷爾蒙(雌激素)的基因會迅速關閉，而負責產生男性荷爾蒙(雄激素)的基因會打開。
數以百計的其他需要成為女性的基因(包括製造卵子成分的基因)也逐漸關閉，而需要成為男性的基因(包括製造精子成分的基因)則打開。
表觀遺傳學
我們還注意到發育中重要基因活動的變化，這些基因在性別決定中的作用仍然未知。這包括已知的“表觀遺傳學”調控其他基因活動的基因。
表觀遺傳學指的是“高於基因”的調控。例如，在許多魚類和爬行類物種中，胚胎髮育的性別是由環境因素決定的，比如孵化卵的溫度。性別不是由不同的基因決定的，而是由影響這些基因活動的環境決定的。
相似的機制調節著魚類成年後的性別變化，所以這可能在將社會線索轉化為分子行為方面很重要。
令人驚訝的是，我們發現了一些活躍在胚胎和幹細胞中的強大基因的啟動。這些基因使細胞處於一種中性的胚胎狀態，從這種狀態它們可以成熟(分化)成任何組織類型。它們還可以使分化的細胞恢復到胚胎狀態。
這表明瀨魚從卵巢到睪丸的轉變涉及到細胞分化過程的逆轉——這是科學家們爭論了幾十年的問題。
優點是什麼?
研究人員已經確認了500多種成年後經常改變性別的魚類。
小丑魚一開始是雄性，然後變成雌性，而古布袋魚則相反。有些物種，包括蝦虎魚，可以前後改變性別。這種轉變可能是由年齡、大小或社會地位引起的。
當一個個體的生殖價值在一個性別個體很小的時候比另一個性別個體大，當另一個性別個體變大的時候比另一個性別個體大，那麼性別變化就是一個優勢。
如果女性比男性更能從體型變大中獲益(因為她們能生更多的蛋)，那麼從男性到女性的性別轉換是最有利的。但如果(就瀨魚而言)雄魚從體型變大中獲益更多，因為它們能更好地保衛自己的繁殖地，並與許多雌魚交配，那麼雌魚變雄魚是最理想的。
性別變化也可能有利於從過度捕撈中恢復的種群，過度捕撈通常以較大的魚類為目標，使種群缺乏一種性別。因此，一種替代缺失性別的機制將是一種優勢。
為什麼人類不能自然地改變性別?
雄性瀨魚和雌性瀨魚在體型、顏色和行為上都不同，尤其是在生殖器官——卵巢和睪丸上。
瀨魚的性別改變包括性腺的完全重塑，從產生卵子的卵巢到產生精子的睪丸。
這與其他魚不同，當它們長得足夠大時，它們通常會改變性別。它們的性腺包含男性和女性的組織，當其中一個長得比另一個長得長時就會發生性別變化。所以，魚兒們會用各種各樣的策略來充分利用性愛。
相比之下，人類和其他哺乳動物是通過雄性Y染色體上的基因來決定性別的。這種基因在胚胎中觸發睪丸的形成，從而釋放雄性激素，並指導雄性胎兒的發育。
人類的性系統遠不如魚或爬行動物的靈活。沒有證據表明環境因素會影響哺乳動物胚胎的性別決定，更別說導致成年動物的性別改變了。
也就是說，人類與所有脊椎動物(包括魚類)共有大約30個控制卵巢或睪丸分化的基因。這些基因中的任何一種突變都可能使發育向男性或女性傾斜，從而導致非典型的性發育，但絕不會導致性別改變。
也許對魚類性別的表觀遺傳變化的理解可以為我們提供有價值的見解，因為我們正在與關於人類性別和性別的新觀點作鬥爭。
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