男性在消失?
英國(guó)牛津大學(xué)人類遺傳學(xué)教授布賴恩·塞克斯就在他的著作《亞當(dāng)?shù)脑{咒》一書(shū)中闡述了男性可能會(huì)從地球上滅絕的驚人理論。塞克斯教授預(yù)測(cè)了“沒(méi)有男人的地球”將會(huì)是什么模樣。
塞克斯教授稱:Y染色體是男性獨(dú)有的染色體,它是決定一個(gè)胎兒是男孩還是女孩的基本條件。Y染色體會(huì)由父親遺傳給兒子,而女性身上則不存在Y染色體。人類最早的“原始版本”應(yīng)該是女性,男性只是女性遺傳基因變異的產(chǎn)物而已。
塞克斯教授解釋說(shuō):“從理論上來(lái)說(shuō),男性都是基因變異的女性?!?br/> 塞克斯教授稱,和其他染色體不同的是,男性特有的Y染色體無(wú)法自行修復(fù)基因變異帶來(lái)的損傷,它正在隨著人類的進(jìn)化而逐步退化,根據(jù)Y染色體逐步消亡的速度計(jì)算,大約125000年后,Y染色體將會(huì)徹底失去功能,這意味著男性到時(shí)也許將從地球上滅絕。
塞克斯教授解釋:“每一代人中,都有1%男人的Y染色體會(huì)產(chǎn)生基因變異,這會(huì)使他們的生育能力降低10%。和成雙成對(duì)的X染色體不一樣的是,Y染色體只有一條,無(wú)法通過(guò)鏡像復(fù)制修補(bǔ)自身的缺陷,所以它的基因缺陷永遠(yuǎn)都沒(méi)法被修復(fù)?!?/p>
女性可“單性”繁衍
塞克斯教授稱,即使地球上沒(méi)有男性存在,女性照樣可以通過(guò)“單性生殖”繼續(xù)繁衍,這樣的科技已不是科幻,而是近在眼前的現(xiàn)實(shí)。
塞克斯教授稱,英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的研究人員已經(jīng)掌握了通過(guò)男性骨髓細(xì)胞培育“人造精子”的技術(shù),他們下一步計(jì)劃是通過(guò)女性骨髓細(xì)胞來(lái)培育“人造精子”。一旦實(shí)驗(yàn)成功,最多三五年時(shí)間,女性就可以獨(dú)自繁衍生育后代。不過(guò),由于通過(guò)女性干細(xì)胞培育出來(lái)的“人造精子”缺少Y染色體,她們“單性繁衍”的后代將全部是女孩。
專家稱,如果地球上沒(méi)有男人,那么許多事物都將跟著消失,譬如體育酒吧、《花花公子》等男性雜志、男人愛(ài)開(kāi)的法拉利跑車等。另外可以確定的是,沒(méi)有男人的地球上將會(huì)發(fā)生更少的戰(zhàn)爭(zhēng),美國(guó)監(jiān)獄中的囚犯數(shù)量將會(huì)狂降97%,美國(guó)境內(nèi)的車禍死亡率將狂降70%以上。
雖然Y染色體可能要過(guò)125000年才會(huì)消亡,但男性們卻面臨著一個(gè)更迫切的危機(jī):在過(guò)去50年中,男性的精子數(shù)量已經(jīng)急劇下降了20%,專家認(rèn)為這可能和男性面臨更大壓力、濫用酒精以及環(huán)境污染等問(wèn)題有關(guān)。
遭男性組織“炮轟”
塞克斯教授稱,當(dāng)他提出男人將在125000年后滅絕的理論后,遭到了許多男性組織的炮轟,塞克斯說(shuō):“我收到了許多憎恨郵件,他們?cè)谛胖匈|(zhì)問(wèn)我說(shuō):‘你怎么能夠背叛你自己的性別?’”
然而,英國(guó)倫敦大學(xué)遺傳學(xué)教授、《Y:男性的退化》一書(shū)作者史蒂夫·瓊斯博士卻和塞克斯教授“英雄所見(jiàn)略同”,瓊斯博士也稱男性的消失只是時(shí)間問(wèn)題而已。
消亡時(shí)間有爭(zhēng)議
不過(guò),針對(duì)Y染色體最終消亡的時(shí)間科學(xué)界仍然存在巨大爭(zhēng)議。盡管塞克斯教授認(rèn)為男性Y染色體將在125000年后徹底失去功能,但澳大利亞國(guó)立大學(xué)遺傳學(xué)家詹妮·格雷夫斯教授卻稱,Y染色體至少要過(guò)1000萬(wàn)年后才會(huì)消失。格雷夫斯還稱,即使Y染色體消失,男性仍有可能不會(huì)滅亡,而是可能出現(xiàn)“變種”,分化成幾種類型。
肯特大學(xué)的基因?qū)W教授達(dá)林·格里芬撰寫(xiě)了一篇名為《Y染色體正在消失——那么男性將會(huì)怎樣》的文章。他表示Y染色體已經(jīng)在快速地退化,據(jù)推測(cè),會(huì)在460萬(wàn)年后完全消失。不過(guò)即使如此,也并不意味著男性會(huì)消失。
達(dá)林·格里芬介紹說(shuō),屆時(shí),決定性別遺傳的SRY基因會(huì)遷移到其他的染色體上,只是這一染色體最終也將面臨與Y染色體相似的命運(yùn)。
人類誕生在地球上已經(jīng)有幾百萬(wàn)年的時(shí)間了,關(guān)于人類的起源至今還是個(gè)未解之謎,雖然目前人類普遍認(rèn)同達(dá)爾文的進(jìn)化論觀點(diǎn),但是這個(gè)進(jìn)化論還是存在著很多疑點(diǎn)的,不過(guò)根據(jù)達(dá)爾文的進(jìn)化論觀點(diǎn)來(lái)看,人類的祖先是古猿,人類通過(guò)一步步的進(jìn)化才有了如今的模樣。

而人類是有男女之分的,在很早以前,古時(shí)候的人們對(duì)于男性和女性的出現(xiàn)也流傳了很多神話傳說(shuō),在我國(guó)古代,人們覺(jué)得女?huà)z在創(chuàng)造人類的時(shí)候,通過(guò)捏泥人的方式讓人類擁有了性別。





在未來(lái)人類的基因也會(huì)不斷變化,基因也可能會(huì)發(fā)生變化,所以即使Y染色體出現(xiàn)了退化,男性的特征也會(huì)在其他方面凸顯出來(lái),基因也會(huì)變得更加優(yōu)良。
從哺乳動(dòng)物和爬行動(dòng)物分開(kāi)時(shí)算起,在過(guò)去的三億年間,人類的Y染色體已經(jīng)失去了1393個(gè)基因。有人據(jù)此推算出丟失的速度大約是每一百萬(wàn)年丟失約4.6個(gè)基因。如果按照這個(gè)速度計(jì)算,再過(guò)一千萬(wàn)年左右,Y染色體上的基因就會(huì)被“丟光”。這當(dāng)然引發(fā)了一些人的憂慮,擔(dān)心那個(gè)時(shí)候“男人”也許就不存在了。
?“Y染色體退化論”。
早在2002年,一篇文章叫做《人類精子:性別的未來(lái)》,這篇文章中預(yù)測(cè)了在一千萬(wàn)年內(nèi),人類的Y染色體會(huì)完全消失。2015年10月,這個(gè)團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家們?cè)俅卧趪?guó)際基因組學(xué)大會(huì)上公布了一項(xiàng)研究成果,表示Y染色體在萎縮。
在現(xiàn)實(shí)生活中,有關(guān)社會(huì)“娘化”的議論也引發(fā)了不少人的擔(dān)憂,認(rèn)為這正是缺乏“男性氣概”的體現(xiàn),甚至由此衍生出了“娘炮”一詞。但與此同時(shí),質(zhì)疑的聲音也不絕于耳。性角色理論區(qū)分了“男性氣概”和“女性氣概”的不同,建構(gòu)在父權(quán)社會(huì)話語(yǔ)體系中的“男性氣概”被認(rèn)為是支配的、強(qiáng)力的、主宰的、以男性為中心的、理性的、輕感情的、不溫柔的等,不符合這一模式的男性往往容易受到貶損,被認(rèn)為是女性化的。而“Y染色體退化論”的提出似乎意味著,從生物學(xué)的角度來(lái)看,“男性正在走向滅絕”。
在《生命通史》一書(shū)中,荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)生物化學(xué)博士、科普作家朱欽士從生物性史的角度講述了性染色體的秘密,決定性別的基因,并對(duì)男性是否真的會(huì)“消失”進(jìn)行了探討。正如朱欽士所言,人類Y染色體在過(guò)去幾千萬(wàn)年中的退化也許并不如想象的那么快。Y染色體現(xiàn)在還是有保持自己穩(wěn)定性的機(jī)制。就算Y染色體有一天真的消失了,男人也不一定消失。因?yàn)椤吧镌谛詣e決定機(jī)制上是非常靈活的,我們不必為男性的將來(lái)?yè)?dān)憂?!?/p>
生物的性別是如何被決定的?
地球上多細(xì)胞生物的生活是豐富多彩的,賞心悅目的綠葉、五彩斑斕的花卉、翩翩起舞的蝴蝶、鳴腔婉轉(zhuǎn)的鳥(niǎo)兒,使得我們的世界生氣勃勃,充滿情趣。如果我們?cè)僮屑?xì)觀察一下,就會(huì)發(fā)現(xiàn),多細(xì)胞生物生活得多彩多姿,在很大程度上與生物的性別有關(guān)。
地球上絕大多數(shù)的多細(xì)胞生物,都分雌、雄兩性。植物開(kāi)花、蝴蝶雙飛、孔雀開(kāi)屏、人類求偶,都是生物“有性生殖”的表現(xiàn)。如果生物不分性別,這些絢麗動(dòng)人的情景都不會(huì)出現(xiàn),這個(gè)世界會(huì)單調(diào)沉悶得多。人類社會(huì)多少動(dòng)人的故事,許多刻骨銘心、終身難忘的感覺(jué),都和男女之間的關(guān)系有關(guān)。設(shè)想人類社會(huì)只有一個(gè)性別,那會(huì)是多么乏味?

蝴蝶雙飛是生物“有性生殖”的表現(xiàn)。
我們的祖先早就發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象,并且發(fā)明了專門的詞匯來(lái)形容兩性。比如用“男”和“女”來(lái)形容人的兩性,用“公”和“母”來(lái)形容動(dòng)物的兩性,用“雄”和“雌”來(lái)形容植物的兩性,或泛指生物的兩性,相當(dāng)于英文的“male”和“female”。
顯微鏡的發(fā)明使得科學(xué)家認(rèn)識(shí)到,即使是最簡(jiǎn)單的多細(xì)胞生物,例如水螅和團(tuán)藻,也能夠產(chǎn)生精子和卵子,進(jìn)行有性繁殖。有性生殖是真核生物的發(fā)明和“專利”。這是因?yàn)橛行陨车臋C(jī)制比無(wú)性繁殖復(fù)雜得多,只有真核細(xì)胞才有這個(gè)能力。
那么,生物的性別是如何被決定的?是什么機(jī)制讓身體大部分功能
(例如呼吸、心跳、消化、排泄)
相同的生物體向不同的方向發(fā)展,以致成為不同性別的個(gè)體?
生物在演化過(guò)程中,使用的蛋白質(zhì)在功能上是高度保守的。如果我們看看進(jìn)行有性生殖的動(dòng)物所使用的性激素,就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們也是高度一致,一脈相承的。但是實(shí)際觀察到的一些現(xiàn)象卻令人困惑,例如所謂的“性染色體”。
人的46條染色體中,有44條可以配對(duì),成為22對(duì)染色體。每一對(duì)染色體中,一條來(lái)自父親,一條來(lái)自母親,這兩條染色體的長(zhǎng)短、結(jié)構(gòu)、DNA序列、所含的基因,以及這些基因的排列順序,都高度一致。但是在男性中,卻有兩條染色體不能配對(duì)。它們不僅大小不同, DNA序列和所含的基因也不同。長(zhǎng)的一條叫X染色體,短的一條叫Y染色體。只在女性中,細(xì)胞里面沒(méi)有Y染色體,而有兩條X染色體。由于這兩條染色體和人的性別有關(guān),所以它們被稱為性染色體。22 對(duì)能夠配對(duì)的染色體似乎和性別無(wú)關(guān),稱為常染色體。
其他哺乳動(dòng)物的染色體數(shù)目不同,但是也用X和Y來(lái)決定性別。XX是雌性,而XY是雄性。除了哺乳動(dòng)物,一些魚(yú)類、兩棲類、爬行類動(dòng)物,以及一些昆蟲(chóng)(如蝴蝶)也使用XY系統(tǒng)來(lái)決定性別。

在男性中,有兩條染色體不能配對(duì)。長(zhǎng)的一條叫X染色體,短的一條叫Y染色體。
沒(méi)有Y染色體的動(dòng)物,為什么也能成為雄性?
如果因此就認(rèn)為所有的動(dòng)物都用XY系統(tǒng)來(lái)決定性別,那就錯(cuò)了。鳥(niǎo)類就不用XY系統(tǒng)。在鳥(niǎo)類中,具有兩個(gè)相同的性染色體
(叫做Z,以便與XY系統(tǒng)相區(qū)別)的鳥(niǎo)是雄性(ZZ),而具有兩個(gè)不同染色體的(ZW)反而是雌性。除了鳥(niǎo)類,某些魚(yú)類、兩棲類、爬行類動(dòng)物,以及一些昆蟲(chóng)也使用ZW系統(tǒng)。
既然XY染色體和ZW染色體都是決定性別的染色體,它們所含的一些基因應(yīng)該相同或相似吧?出人意料的是,XY染色體里面的基因和ZW染色體里面的基因沒(méi)有任何共同之處。就是同為ZW系統(tǒng),蛇ZW染色體里面的基因和鳥(niǎo)類ZW染色體中的基因也沒(méi)有共同之處。
不僅如此,XY系統(tǒng)還有一個(gè)變種,就是XO系統(tǒng)。有兩條X染色體的為雌性(XX),只有一條X染色體的為雄性(XO)。這里O不表示一個(gè)性染色體,而是表示缺這個(gè)染色體。這個(gè)系統(tǒng)主要為一些昆蟲(chóng)所使用。比如有些果蠅,XX是雌性,XO是雄性。
既然有Y染色體的動(dòng)物是雄性,沒(méi)有Y的動(dòng)物怎么也能成為雄性呢?而在人身上,如果缺失Y染色體,細(xì)胞只有一個(gè)X染色體(所以相當(dāng)于XO的情況),發(fā)育成的人卻是女性,只是不正常的女性(如卵巢不能正常發(fā)育)
,這種先天性卵巢發(fā)育不全叫做特納綜合征(Turner’s syndrome)。
有些動(dòng)物的性別決定還受外部因素的影響,在遺傳物質(zhì)不變的情況下改變性別。例如外界溫度就可以影響一些動(dòng)物的性別。海龜在溫度高于30攝氏度時(shí)孵化出雌性,而溫度低于28攝氏度孵化出雄性。有些動(dòng)物還能“變性”,隨環(huán)境條件改變自己的性別。
許多人都看過(guò)美國(guó)動(dòng)畫(huà)片《海底總動(dòng)員》(Finding Nimo),其中的主角,住在??锩娴摹靶〕篝~(yú)”(clownfish),就可以改變性別。在小丑魚(yú)的群體中,最大的為雌性,次大的為雄性,其余更小的則與生殖無(wú)關(guān)。如果雌性小丑魚(yú)死亡,次大的雄性小丑魚(yú)就會(huì)變成雌性,取代她的位置。而原來(lái)沒(méi)有生殖“任務(wù)”的小丑魚(yú)中最大的那一條就會(huì)變成雄魚(yú),取代原來(lái)次大的雄魚(yú)。

住在??锩娴摹靶〕篝~(yú)”可以改變性別。
男女性別的分化是兩組基因相互斗爭(zhēng)的結(jié)果
決定人性別的基因的線索來(lái)自所謂的“性別反轉(zhuǎn)人”:有些人的性染色體明明是XY,卻是女性,而一些XX型的人卻是男性。
研究發(fā)現(xiàn),一個(gè)XY型女性的Y染色體上有些地方缺失,其中一個(gè)缺失的區(qū)域含有一個(gè)基因,如果這個(gè)基因發(fā)生了突變,XY型的人也會(huì)變成女性。而如果含有這個(gè)基因的Y染色體片段被轉(zhuǎn)移到了X染色體上,XX型的人就會(huì)成為男性。這些現(xiàn)象說(shuō)明,這個(gè)基因就是決定受精卵是否發(fā)育為男性的基因。Y染色體上含有這個(gè)基因的區(qū)域叫做Y染色體性別決定區(qū)
(sex-determining regiononthe Ychromosome,簡(jiǎn)稱SRY)
,這個(gè)基因也就叫做SRY基因。近一步的研究發(fā)現(xiàn),許多哺乳動(dòng)物(包括有胎盤哺乳動(dòng)物和有袋類哺乳動(dòng)物)都有SRY基因,所以SRY基因是許多哺乳動(dòng)物的雄性決定基因。
SRY基因不會(huì)直接導(dǎo)致雄性特征的發(fā)育,而是通過(guò)由多個(gè)基因組成的“性別控制鏈”起作用。這個(gè)性別控制鏈上的基因,會(huì)抑制卵巢發(fā)育所需要的基因的活性,使得受精卵向雄性方向發(fā)展。
如果沒(méi)有SRY基因(即沒(méi)有Y染色體),受精卵中其他的一些基因(例如前面提到的RSPO1和WNT4)就會(huì)活躍起來(lái),其產(chǎn)物促使卵巢的生成。這些基因的產(chǎn)物抑制SOX9基因和FGF9基因的活性,使**的形成過(guò)程受到抑制。所以男女性別的分化是兩組基因相互斗爭(zhēng)的結(jié)果。
人類Y染色體的退化,也許并不如想象的那么快
無(wú)論是XY系統(tǒng)還是ZW系統(tǒng),能具有雙份的性染色體
(比如哺乳動(dòng)物雌性中的XX和鳥(niǎo)類雄性中的ZZ)
的系統(tǒng)都是比較穩(wěn)定的,因?yàn)樗鼈兒涂偸浅蓪?duì)的常染色體一樣,擁有備份,可相互作為模板為對(duì)方糾錯(cuò)。但是“打單”的性染色體,比如哺乳動(dòng)物的Y染色體和鳥(niǎo)類的W染色體,就沒(méi)有這么幸運(yùn)了。
它們因?yàn)閾碛泻土硪粋€(gè)性染色體不同的DNA,和對(duì)方不能有效地配對(duì),被糾錯(cuò)的機(jī)會(huì)就比較小,因此錯(cuò)誤和丟失就會(huì)不斷積累。所以哺乳動(dòng)物的X染色體和鳥(niǎo)類的Z染色體都比較大,也比較穩(wěn)定,而哺乳動(dòng)物的Y染色體和鳥(niǎo)類的W染色體就比較小,而且“退化”很快。
據(jù)估計(jì),人類的Y染色體在過(guò)去的3億年間(從哺乳動(dòng)物和爬行動(dòng)物分開(kāi)時(shí)算起)已經(jīng)失去了1393個(gè)基因,也就是每100萬(wàn)年丟失約4.6個(gè)基因。現(xiàn)在Y染色體只剩下幾十個(gè)基因,按照這個(gè)速度,再有1000萬(wàn)年左右,Y染色體上的基因就會(huì)被“丟光”,其中也許包括決定性別的SRY基因。有人憂慮,那時(shí)“男人”也許就不存在了。
但是如果比較人類和黑猩猩的Y染色體,就會(huì)發(fā)現(xiàn)從約500萬(wàn)年前人類和黑猩猩“分道揚(yáng)鑣”以后,并沒(méi)有失去任何基因。在2500萬(wàn)年前人類和恒河猴(rhesusmacaque)分開(kāi)以后,也只失去了一個(gè)基因。這說(shuō)明每100萬(wàn)年丟失4.6個(gè)基因的推論是不正確的。人類Y染色體在過(guò)去幾千萬(wàn)年中的退化也許并不如想象的那么快。

約500萬(wàn)年前人類和黑猩猩“分道揚(yáng)鑣”。
究其原因,也許是因?yàn)槿祟惖腨染色體上有8個(gè)“回文結(jié)構(gòu)”(palindrome),即正讀和倒讀都一樣的DNA序列,總共有570萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)。這是Y染色體的一些片段復(fù)制自己,又反向連接造成的。這些片段的兩邊可以相互結(jié)合,形成回形針那樣的結(jié)構(gòu)。它相當(dāng)于Y染色體上的一些DNA序列也有了備份,可以起到常染色體的“雙份效果”,所以Y染色體現(xiàn)在還是有保持自己穩(wěn)定性的機(jī)制的。

Y染色體的回文結(jié)構(gòu),圖中豎起的回形針結(jié)構(gòu)就是由回文結(jié)構(gòu)形成的。
就算Y染色體有一天真的消失了,男人也不一定消失。XO型的蝗蟲(chóng)就沒(méi)有Y染色體,但是也發(fā)育成為雄性。日本的一種老鼠,叫做裔鼠(Ryukyuspinyrat),并沒(méi)有Y染色體(相當(dāng)于XO系統(tǒng)),但是一樣有雌雄之分。也許它們已經(jīng)發(fā)展出一個(gè)基因,可以替代SRY基因的作用。
生物在性別決定機(jī)制上是非常靈活的,我們不必為男性的將來(lái)?yè)?dān)憂。有性生殖是最有利于物種保存和繁衍的生殖方式,演化過(guò)程一定會(huì)把這種繁殖方式維持下去的。我們可以繼續(xù)享受有性生殖帶給我們的多姿多彩的“有性生命歷程”,包括刻骨銘心的愛(ài)情和溫馨的家庭生活。

圖:紅色的Y染色體,旁邊則是更大的X染色體
關(guān)于Y染色體是否真的會(huì)消失這個(gè)問(wèn)題,科學(xué)界(就像現(xiàn)在的英國(guó)一樣)目前被分為“消失派”和“保留派”。后者認(rèn)為Y染色體的防御機(jī)制非常棒,并且可能挽救Y染色體。但是,“消失派”表示,它們所做的一切都是讓Y染色體掉下懸崖前的垂死掙扎。這場(chǎng)辯論還將持續(xù)下去。

來(lái)自澳大利亞拉特布大學(xué)的研究人員Jenny Graves表示,如果你從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看的話,Y染色體的命運(yùn)或許是注定無(wú)法改變的,即使你堅(jiān)持的時(shí)間比預(yù)期的長(zhǎng)一點(diǎn);2016年發(fā)表的一篇研究報(bào)告中,Jenny Graves指出,來(lái)自日本的小鼠和田鼠已經(jīng)完全失去了Y染色體,而且Y染色體發(fā)生的基因丟失或創(chuàng)造過(guò)程會(huì)不可避免地誘發(fā)小鼠的生育問(wèn)題,這或許最終會(huì)推動(dòng)完全新型的物種。





專家還表示,按照目前人類的科技水平,暫時(shí)無(wú)法對(duì)Y染色體進(jìn)行修復(fù),人類只能束手無(wú)策。而且研究發(fā)現(xiàn)在此之前,已經(jīng)有許多相同生物物種體內(nèi)的Y染色體徹底消失了,那么這樣的案例是否也會(huì)應(yīng)用在人類身上。但是Y染色體極度不平衡,也會(huì)導(dǎo)致發(fā)生雌雄同體等基因突變的情況發(fā)生,這對(duì)人類繁衍后代產(chǎn)生了非常大的威脅。


有李俊基這就說(shuō)明Y染色體真的在退化,
但看到李宇春,我仿佛又看到了希望

?

?“男性正走在滅亡之路上”的說(shuō)法始于20世紀(jì)90年代中后期。
??科學(xué)家發(fā)現(xiàn),人類的Y染色體與X染色體相比比較短粗,因此在進(jìn)行重組時(shí)不能充分地與X染色體分享遺傳因子,從而沒(méi)有辦法更新受損的基因,它將會(huì)不斷退化。遺傳學(xué)家因此宣布,Y染色體最終將會(huì)消失。他們還給出了一個(gè)時(shí)間表:在未來(lái)的500萬(wàn)~ 1000萬(wàn)年的某個(gè)時(shí)候,占人類一半的男性會(huì)消失。??
為了給這個(gè)預(yù)測(cè)找到一個(gè)合理的依據(jù),科學(xué)家們想到我們的親戚猩猩,他們?cè)噲D在黑猩猩身上尋找數(shù)據(jù),因?yàn)樵?00萬(wàn)年以前,人類和黑猩猩有著共同的祖先。馬薩諸塞州坎布里奇市懷特黑德生物醫(yī)學(xué)研究所的遺傳學(xué)家戴維?佩奇研究了黑猩猩和人類的Y染色體在兩者相互分離之后的演化有什么不同。
??他的發(fā)現(xiàn)讓他自己都大吃一驚:黑猩猩的Y染色體遠(yuǎn)比人類的Y染色體退化得厲害。
佩奇和他的同事們推測(cè),黑猩猩的多交(雌性黑猩猩和多個(gè)雄性伙伴交配)導(dǎo)致了Y染色體上產(chǎn)生精子的基因增強(qiáng),從而損害了其他基因。這項(xiàng)研究的合作者珍妮弗?休斯說(shuō):“黑猩猩們?cè)谶M(jìn)行精子戰(zhàn)爭(zhēng),每個(gè)雄性都試圖通過(guò)自己的基因留下后代。??”他們的文章發(fā)表在〈自然〉雜志上。文章認(rèn)為, 那些被忽視的、與生殖無(wú)關(guān)的黑猩猩染色體Y上的基因已經(jīng)退化。
衰退的黑猩猩Y染色體揭示出了與人類相關(guān)的信息。懷特黑德研究所的科學(xué)家們認(rèn)為,雖然人類的Y染色體起先也在失去基因,但在最近相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里卻一直相對(duì)穩(wěn)定。
?? 他們認(rèn)為人類的Y染色體之所以躲避過(guò)了黑猩猩Y染色體的噩運(yùn),在很大程度上是因?yàn)槿祟惖囊环蛞黄拗?。人的精子不用面?duì)黑猩猩所遭遇的競(jìng)爭(zhēng),所以人類的丫染色體沒(méi)有太大的壓力要去產(chǎn)生優(yōu)秀的精子。
但并非所有的遺傳學(xué)家都相信人類的Y染色體已停止了每況愈下的趨勢(shì)。
?坐落在堪培拉的澳大利亞國(guó)立大學(xué)的 珍妮·A·馬歇爾?格雷夫斯就是一位,她仍然認(rèn)為Y染色體的日子已經(jīng)屈指可數(shù)。她說(shuō):“人類的Y染色體從3億年前產(chǎn)生以來(lái)就一直在退化?!?/p>
2017年澳大利亞總理科學(xué)獎(jiǎng)近日公布。La Trobe大學(xué)教授Jennifer Graves因在基因組學(xué)和表觀遺傳學(xué)研究所取得的成就而榮獲此殊榮。

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在過(guò)去50年的科研生涯里,Graves教授的工作重點(diǎn)是性別基因,而她的研究材料集中在了澳洲特有的動(dòng)物:袋鼠,鴨嘴獸,鴯鹋和橫紋長(zhǎng)鬣蜥。
其實(shí)動(dòng)物生男生女是一件很復(fù)雜的事兒。我們這里只以脊椎動(dòng)物作為討論對(duì)象。Graves教授2006年的一篇論文中
(https://doi.org/10.1016/j.cub.2006.08.021)總結(jié)了各種脊椎動(dòng)物性別決定的方式:
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除了咱們?nèi)祟愂煜さ腦/Y系統(tǒng),還有Z/W系統(tǒng),另外還有多基因系統(tǒng),溫度(TSD)有時(shí)也決定后代的性別。比如全球變暖有可能導(dǎo)致海龜?shù)暮蟠^大多數(shù)都為雌性
2002年,Graves教授在 Nature 上發(fā)表?Human spermatozoa: The future of sex(人類精子:性別的未來(lái)),提出“At the present rate of decay, the Y chromosome will self-destruct in around 10 million years.”-Y染色體在未來(lái)一千萬(wàn)年左右可能會(huì)消失。聽(tīng)起來(lái)當(dāng)真有些驚悚,Y沒(méi)了,那是不是男人也就消失了?稍后Graves教授更是調(diào)整了Y染色體消失的速度,認(rèn)為可能5百萬(wàn)年就夠了。這一預(yù)測(cè)的理論基礎(chǔ)是Y chromosome degeneration-Y染色體退化論。科學(xué)家認(rèn)為XY染色體同是從常染色體演變而來(lái)。最初它們應(yīng)該是等長(zhǎng)的,但是經(jīng)過(guò)3億年的進(jìn)化演化,如今再比較XY(見(jiàn)下圖):

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Y和X相比,基因數(shù)從1438減少到45。依此計(jì)算:(1438-45)/300 =4.6 per million years。如果每一百萬(wàn)年消失4.6個(gè)基因,那么: 45/4.6 = 10 million years。這就是推測(cè)Y染色體一千萬(wàn)年內(nèi)消失的由來(lái)。造成這一所謂退化的一個(gè)主要因素是Y染色體沒(méi)有同源重組(見(jiàn)下圖)。

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來(lái)自美國(guó)MIT Howard Hughes Medical Institute的Jennifer F. Hughes 博士主持了對(duì)印度恒河猴、人類和黑猩猩Y染色體的基因序列的比較分析 (doi:10.1038/nature10843):

得出以下結(jié)論:
在過(guò)去2500萬(wàn)年的進(jìn)化過(guò)程中,雖然Y染色體上的基因在不斷減少,但人類和恒河猴都保留了相同數(shù)量的同源祖先基因,特別是在前四個(gè)strata階段,人和猴子保留和喪失的祖先基因竟然沒(méi)有差別(18個(gè)保留,6個(gè)喪失)。只是到了第五個(gè)stratum階段,也就是人猴“分家”的500萬(wàn)年前,人類才比恒河猴多喪失了一個(gè)祖先基因。這種現(xiàn)象被稱為 purifying selection,意思就是Y染色體上的基因雖然減少,但是保留了決定性別的關(guān)鍵基因。
這一研究結(jié)果證明Y染色體可能不會(huì)像之前所估計(jì)的持續(xù)衰退下去,只是更加“精簡(jiǎn)”了。看到此,男同胞們是不是長(zhǎng)舒了一口氣?
然而,Graves教授卻堅(jiān)持認(rèn)為這些所謂被保留的關(guān)鍵基因依然有可能會(huì)在未來(lái)進(jìn)化途中喪失。這一觀點(diǎn)是有事實(shí)依據(jù)的。上面那篇Hughes 博士的文章中還研究了黑猩猩的Y染色體基因。雖然和恒河猴相比,黑猩猩和人類的親緣關(guān)系更近,但是黑猩猩的Y染色體的減退變化卻和人類頗不相同。在前四個(gè)strata階段,黑猩猩比人類多缺失了5個(gè)基因,使兩者的差異達(dá)到了21% (5/24)。這表明所謂關(guān)鍵基因可能并不一定真的那么關(guān)鍵,也是可以被“精簡(jiǎn)”掉的。
另一個(gè)證據(jù)來(lái)自于另一類哺乳動(dòng)物:老鼠。



同樣的現(xiàn)象還出現(xiàn)在日本。琉球群島上生活著兩種刺鼠也持有XO/XO的性染色體。

Table 1. 鼴形田鼠屬和琉球刺鼠屬


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說(shuō)了那么多,俺們男的到底還有希望沒(méi)?筆者認(rèn)為,即使Y染色體退化不可避免,性別的消失可能還沒(méi)那么容易。你看上面提到的老鼠們,沒(méi)有Y還不是一樣有公有母地繁衍后代。從進(jìn)化的歷史過(guò)程看,無(wú)性生殖到有性生殖是進(jìn)化發(fā)展的方向啊。當(dāng)然人類未來(lái)進(jìn)化趨向會(huì)受諸多因素影響,女性也總是處在一個(gè)優(yōu)于男性生存的地位,因?yàn)槟行赃€不能生孩子。。。。。。
有趣小知識(shí)
關(guān)于XY染色體的命名:之所以叫Y染色體其實(shí)并不是因?yàn)槿旧w的形狀是個(gè)“Y”,就如X染色體并不是因?yàn)樗螤钕瘛癤”,而是因?yàn)楫?dāng)初不確定X染色體能否被染色而被命名為“X element”-“不確定元素”。隨后發(fā)現(xiàn)和X染色體可以配對(duì)并決定性別的染色體,于是就按著字母順序(X后面是Y)命名為 “Y”。
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