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Y染色体正在消亡吗?因此男性数量也将减少?

  新浪科技讯 北京时间9月2日消息,据国外媒体报道,我们出生时的性别主要由X和Y染色体出现的概率决定。如果有两条X染色体,你就会发育出卵巢。如果有一条X染色体和一条Y染色体,你就会发育出睾丸。这些遗传物质组合的区别不仅在于使我们长出何种身体部位。X染色体上约有1000个基因,而Y染色体上仅有45个,和X染色体相比简直小得可怜,并且研究显示,Y染色体多年来一直在不断缩小。有些人认为,这也许预示着男性最终将走向灭亡。

  要回答这些问题,先让我们将目光投向很久以前。我们的性染色体并非一直都是X和Y,决定雌雄的因素也并非百分之百与它们有关。

  约1亿至2亿年前、地球上刚刚进化出第一批哺乳动物的时候,它们根本就没有性染色体。当时的X染色体和Y染色体与其它任何一对染色体别无二致,大小相同、结构对应。

  这里要指出一点:动物并不需要性染色体,过去如此,现在依然如此。我们的所有染色体都是由与性相关的基因和与性无关的基因组合而成的。Y染色体唯一的特别之处便是一个名叫SRY的基因,它是决定生物体是否会发育出睾丸的“开关”。而对鳄鱼和海龟而言,就连这个“开关”都不是必需的,它们的性别由胚胎发育时的温度决定。我们的哺乳动物祖先也许同样拥有这个特征。但某一天,我们祖先体内的某条平平无奇的、与性别无关的染色体中突然出现了一个具有这种“开关”功能的基因,事情就演变成了今天这样:你必须要有Y染色体,才能发育出男性生殖器官。

  但Y染色体一经问世,体积就一直在缩小。随着时间的推移,基因会发生突变,并且许多突变都是有害的。染色体可以通过与另一条染色体结合来避免将这些突变遗传下去。但减数分裂中(即形成精子和卵子的过程),父体染色体与母体染色体会随机发生交叉互换。这个过程会将基因拆分开来,使真正有用的基因更有可能遗传下去。所有染色体都会经历这一过程,来自母体的染色体1会与来自父体的染色体1进行交叉互换。然而,Y染色体并没有与之配对的染色体可以交换。两条X染色体可以相互重组,但Y染色体和X染色体的相似程度不够高,无法进行重组。此外,极少出现同时有两条Y染色体的情况,因此Y染色体也无法与另一条Y染色体重组。

  如果发生了有害的基因变异,这条染色体一般都能与配对的染色体互换。但Y染色体无法这么做,因此Y染色体累积的有害变异会越来越多,而这些有害变异会逐渐在自然选择的作用下被淘汰掉。这样一来,Y染色体就会变得越来越小。

  研究显示,在1.66亿年以前,Y染色体上有1669个基因,与“当时的X染色体相同”。不难算出,假设Y染色体的基因流失速度始终不变、稳定在每100万年减少10个的线万年后彻底消失。

  “始终不变”这一点很关键。近期研究显示,Y染色体的退化速度其实是在逐渐减慢的。在2005年《自然》期刊上发表的一项研究中,研究人员将人类的Y染色体与黑猩猩进行了比较。到了2012年,同一支研究团队又对恒河猴的Y染色体做了基因测序,同样将结果发表在了《自然》上。研究人员发现,自从人类与恒河猴于2500万年前在进化之路上分道扬镳以来,人类的Y染色体只减少了一个基因;并且在600万年前与黑猩猩分开进化以来,Y染色体上更是一个基因都没少。这些结果说明,Y染色体的退化并非如最初指出的那样、以每100万年10个基因的速度线性减少。

  不过,这并不意味着Y染色体就不会消失了,这种情况在其它物种身上也发生过。例如,有两种生活在地下的啮齿动物都分别失去了Y染色体,还有生活在日本几座小岛上的三种濒危棘鼠。

  但这些物种显示,就算缺失了Y染色体,也不会对生物的生存造成威胁。上面提到的几种物种依然雌雄皆有。人们总把性别想成一件非常确定的事情,认为只要你有Y染色体,你就是男性;如果你没有Y染色体,你就是女性。但情况并非如此。

  事实上,在雄性和雌性身上表达存在区别的基因中,有95%都并不取决于X和Y染色体。例如,负责雌激素受体编码的基因ESR1就位于6号染色体上。该受体对雌性生物生长和性发育具有至关重要的作用。

  失去Y染色体并不意味着失去雄性。事实上,Y染色体的缺失可能意味着将有另一个基因接手决定性别的工作,即前文提到的“开关“,有很多基因都能完美地完成这项工作。但发生这种情况的可能性有多大呢?“确实有可能发生,不过我们这辈子是看不到了。”(叶子)

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