雄性危機(jī)：Y染色體正在消失？

葉水送

盡管在過去200年時間里，全球男性平均身高增長了15厘米左右，然而決定男性性別的Y染色體長度著實在不斷縮短。早在1600多萬年前，X和Y染色體擁有共同的來源，各自擁有1669個基因，而現(xiàn)在的Y染色體長度僅為X染色體的1/3。未來Y染色體是否會消失？這是否會意味著男性將從這個星球上滅絕？

越來越短的Y染色體

X與Y染色體有高度的特異性，擁有特殊的基因。美國遺傳學(xué)家、諾貝爾獎得主赫曼·米勒在1914年就指出，性染色體均來自常染色體，因為Y染色體上幾乎所有的基因都可以在X染色體上找到等位基因。X、Y染色體共同決定了人類以及其他哺乳動物的性別。

以人為例，當(dāng)你的父母都給你X染色體時，后代會表現(xiàn)出女性特征，當(dāng)你的父母分別給你Y和X染色體時，后代則會表現(xiàn)出男性特征。不過它們也會出現(xiàn)配對錯誤的時候，例如當(dāng)出現(xiàn)XXX、XXY或是XYY時，這些由性染色體引起的錯配不僅會導(dǎo)致性別混亂，而且還會出現(xiàn)嚴(yán)重的疾病。除了錯配會導(dǎo)致性別混亂外，Y染色體的消失，也有可能會造成男性或雄性動物消失。它帶來的負(fù)面影響，不亞于在男性或雄性動物群體中引爆一顆原子彈。

正如前文所述，人類的Y染色體原本與X染色體一樣擁有上千個基因，但是隨著時間流逝，Y染色體越來越特異化，其上面的基因不斷丟失，現(xiàn)在已不足50個基因。實際上，已有三種哺乳動物的Y染色體在進(jìn)化過程中丟失，人類是否會重蹈它們的覆轍？

不過也有些研究令男性重獲信心，實驗結(jié)果顯示，在過去很長的一段時間里，Y染色體相對穩(wěn)定，并沒有預(yù)期的那樣一直在變短。很有可能的原因是，Y染色體上保留下來的基因需要同X染色體上的同源基因配對才能發(fā)揮作用，自然選擇保留了這些基因。Y染色體是否會在450萬年后消失，目前的預(yù)測模型可能并不準(zhǔn)確。

盡管科學(xué)家在1905年就已發(fā)現(xiàn)了Y染色體，但Y染色體上的性別決定基因SRY是在85年后，也就是1990年才被發(fā)現(xiàn)的，至此研究者才解開決定人類或哺乳動物性別的關(guān)鍵基因之謎。研究者發(fā)現(xiàn)，SRY基因一旦缺失，決定男性特征的睪丸就不會發(fā)育。事實上，Y染色體上除了SRY外，其他基因并非毫無作用，它們也會擾亂整個哺乳動物群體的生長發(fā)育。

知識鏈接

來自國際基因組學(xué)大會的擔(dān)憂

2015年10月24日，在國際基因組學(xué)大會上，澳大利亞拉籌伯大學(xué)分子科學(xué)研究所的詹妮弗·格拉芙教授表示，Y染色體450萬年后可能會徹底消失。這一觀點的依據(jù)是目前Y染色體每百萬年減少10個基因的事實，以此類推，不需要500萬年，Y染色體就可能不復(fù)存在。格拉芙教授是性染色體研究領(lǐng)域一位炙手可熱的科學(xué)大家。她不僅研究人類的性染色體，同時也研究其他動物的性染色體。

氣候變化下的性別危機(jī)

我們這個星球上，還生活著大量變溫動物，它們曾憑借龐大的種群數(shù)量以及驚人的身軀統(tǒng)治地球數(shù)億年。盡管目前現(xiàn)存的變溫動物仍能很好地適應(yīng)外界不斷變化的環(huán)境，但它們的生存危機(jī)也日益凸顯。

這些動物涉及爬行動物、兩棲動物以及魚類，決定它們性別的不僅僅是遺傳因素，環(huán)境或者具體說是溫度，也會對其有影響。它們并不是嚴(yán)格的性別執(zhí)行者，在不同溫度條件下，它們會呈現(xiàn)出不同的性別特征。在當(dāng)前全球氣候變暖的情況下，極端溫度條件會導(dǎo)致這些動物類群性別比例失衡越來越嚴(yán)重。

雖然在漫長的進(jìn)化過程中，這些變溫動物對溫度有很好的適應(yīng)機(jī)制，從而避免因極端溫度帶來的性別比例失衡，但在過去的200年里，全球平均氣溫上升0.6～0.8℃，局部地區(qū)溫度變化則遠(yuǎn)超這一水平。大自然已在全球范圍悄悄“擰開”培育萬物的保溫箱的加溫閥。按照目前的碳排放標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計，到本世紀(jì)末，全球平均氣溫會上升1～4℃。

一組研究人員對生活在澳大利亞中部地區(qū)的一種普通的蜥蜴——鬃獅蜥進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)它們在極端溫度條件下，性別可在一代內(nèi)發(fā)生逆轉(zhuǎn)。

研究人員把它們放在模擬極端溫度的培養(yǎng)箱中，發(fā)現(xiàn)這一物種在22～32℃時，性別比例并沒有影響，仍為1︰1;當(dāng)溫度上升至34～37℃時，性別比例就會失衡，此時雌性個體數(shù)量增多，雄性個體減少。盡管部分鬃獅蜥攜帶雄性個體的遺傳基因，但是在高溫環(huán)境下，它們會發(fā)育成雌性，出現(xiàn)卵巢發(fā)育、雄性特征逐漸消失的現(xiàn)象。

令研究者驚訝的是，性染色體型為ZZ的雄性鬃獅蜥個體，與人工誘導(dǎo)的性染色體型為ZZ的雌性個體，不僅在表型上毫無二致，而且它們還可進(jìn)行交配，繁殖的后代全為雄性，決定雌性的W染色體在一代內(nèi)就消失殆盡。如果未來極端溫度持續(xù)，這一物種的W染色體很有可能會消失，由此帶來的性別比例失衡，可能會導(dǎo)致這一物種的消失或滅絕。

如果Y染色體消失了怎么辦？對于哺乳動物來說，Y染色體消失，意味著雄性個體乃至于整個物種的滅絕。有沒有Y染色體消失，物種繼續(xù)存活的案例呢？鼴形田鼠以及日本的兩種棘鼠就是典型的案例。棘鼠在進(jìn)化過程中，Y染色體在不經(jīng)意間丟失了，決定性別的基因也消失了，但這一物種其第二號染色體的基因CBX2發(fā)揮了決定雄性性別的作用。這個消息也許這會讓人類重獲信心。

轉(zhuǎn)載自饒毅、魯白、謝宇主編的《知識分子》（微信公號：The-Intellectual）

（責(zé)任編輯/黃慶）