葉水送

盡管在過(guò)去200年時(shí)間里，全球男性平均身高增長(zhǎng)了15厘米左右，然而決定男性性別的Y染色體長(zhǎng)度著實(shí)在不斷縮短。早在1600多萬(wàn)年前，X和Y染色體擁有共同的來(lái)源，各自擁有1669個(gè)基因，而現(xiàn)在的Y染色體長(zhǎng)度僅為X染色體的1/3。未來(lái)Y染色體是否會(huì)消失？這是否會(huì)意味著男性將從這個(gè)星球上滅絕？

越來(lái)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(guó)遺傳學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)得主赫曼·米勒在1914年就指出，性染色體均來(lái)自常染色體，因?yàn)閅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(dòng)物的性別。

以人為例，當(dāng)你的父母都給你X染色體時(shí)，后代會(huì)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(shí)，后代則會(huì)表現(xiàn)出男性特征。不過(guò)它們也會(huì)出現(xiàn)配對(duì)錯(cuò)誤的時(shí)候，例如當(dāng)出現(xiàn)XXX、XXY或是XYY時(shí)，這些由性染色體引起的錯(cuò)配不僅會(huì)導(dǎo)致性別混亂，而且還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的疾病。除了錯(cuò)配會(huì)導(dǎo)致性別混亂外，Y染色體的消失，也有可能會(huì)造成男性或雄性動(dòng)物消失。它帶來(lái)的負(fù)面影響，不亞于在男性或雄性動(dòng)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(gè)基因，但是隨著時(shí)間流逝，Y染色體越來(lái)越特異化，其上面的基因不斷丟失，現(xiàn)在已不足50個(gè)基因。實(shí)際上，已有三種哺乳動(dòng)物的Y染色體在進(jìn)化過(guò)程中丟失，人類是否會(huì)重蹈它們的覆轍？

不過(guò)也有些研究令男性重獲信心，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在過(guò)去很長(zhǎng)的一段時(shí)間里，Y染色體相對(duì)穩(wěn)定，并沒(méi)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(lái)的基因需要同X染色體上的同源基因配對(duì)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(huì)在450萬(wàn)年后消失，目前的預(yù)測(cè)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(kāi)決定人類或哺乳動(dòng)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(huì)發(fā)育。事實(shí)上，Y染色體上除了SRY外，其他基因并非毫無(wú)作用，它們也會(huì)擾亂整個(gè)哺乳動(dòng)物群體的生長(zhǎng)發(fā)育。

知識(shí)鏈接

來(lái)自國(guó)際基因組學(xué)大會(huì)的擔(dān)憂

2015年10月24日，在國(guó)際基因組學(xué)大會(huì)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(wàn)年后可能會(huì)徹底消失。這一觀點(diǎn)的依據(jù)是目前Y染色體每百萬(wàn)年減少10個(gè)基因的事實(shí)，以此類推，不需要500萬(wàn)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(shí)也研究其他動(dòng)物的性染色體。

氣候變化下的性別危機(jī)

我們這個(gè)星球上，還生活著大量變溫動(dòng)物，它們?cè)鴳{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(dòng)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(dòng)物涉及爬行動(dòng)物、兩棲動(dòng)物以及魚(yú)類，決定它們性別的不僅僅是遺傳因素，環(huán)境或者具體說(shuō)是溫度，也會(huì)對(duì)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(huì)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(huì)導(dǎo)致這些動(dòng)物類群性別比例失衡越來(lái)越嚴(yán)重。

雖然在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，這些變溫動(dòng)物對(duì)溫度有很好的適應(yīng)機(jī)制，從而避免因極端溫度帶來(lái)的性別比例失衡，但在過(guò)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(kāi)”培育萬(wàn)物的保溫箱的加溫閥。按照目前的碳排放標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)，到本世紀(jì)末，全球平均氣溫會(huì)上升1～4℃。

一組研究人員對(duì)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?cè)跇O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(shí)，性別比例并沒(méi)有影響，仍為1︰1;當(dāng)溫度上升至34～37℃時(shí)，性別比例就會(huì)失衡，此時(shí)雌性個(gè)體數(shù)量增多，雄性個(gè)體減少。盡管部分鬃獅蜥攜帶雄性個(gè)體的遺傳基因，但是在高溫環(huán)境下，它們會(huì)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(gè)體，與人工誘導(dǎo)的性染色體型為ZZ的雌性個(gè)體，不僅在表型上毫無(wú)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(lái)極端溫度持續(xù)，這一物種的W染色體很有可能會(huì)消失，由此帶來(lái)的性別比例失衡，可能會(huì)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(duì)于哺乳動(dòng)物來(lái)說(shuō)，Y染色體消失，意味著雄性個(gè)體乃至于整個(gè)物種的滅絕。有沒(méi)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(guò)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(hào)染色體的基因CBX2發(fā)揮了決定雄性性別的作用。這個(gè)消息也許這會(huì)讓人類重獲信心。

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

（責(zé)任編輯/黃慶）