Y染色體正在消亡嗎?因此男性數量也將減少?

北京時間9月2日消息,據國外媒體報道,我們出生時的性別主要由X和Y染色體出現的概率決定。如果有兩條X染色體,你就會發育出卵巢。如果有一條X染色體和一條Y染色體,你就會發育出睾丸。這些遺傳物質組合的區別不僅在於使我們長出何種身體部位。X染色體上約有1000個基因,而Y染色體上僅有45個,和X染色體相比簡直小得可憐,並且研究顯示,Y染色體多年來一直在不斷縮小。

有些人認為,這也許預示着男性最終將走向滅亡。

Y染色體正在消亡嗎?因此男性數量也將減少?

資料圖

那麼,Y染色體最終真的會滅絕嗎?這對男人來說又意味着什麼呢?

要回答這些問題,先讓我們將目光投向很久以前。我們的性染色體並非一直都是X和Y,決定雌雄的因素也並非百分之百與它們有關。

約1億至2億年前、地球上剛剛進化出第一批哺乳動物的時候,它們根本就沒有性染色體。當時的X染色體和Y染色體與其它任何一對染色體別無二致,大小相同、結構對應。

這里要指出一點:動物並不需要性染色體,過去如此,現在依然如此。我們的所有染色體都是由與性相關的基因和與性無關的基因組合而成的。Y染色體唯一的特別之處便是一個名叫SRY的基因,它是決定生物體是否會發育出睾丸的「開關」。而對鱷魚和海龜而言,就連這個「開關」都不是必需的,它們的性別由胚胎發育時的溫度決定。我們的哺乳動物祖先也許同樣擁有這個特徵。但某一天,我們祖先體內的某條平平無奇的、與性別無關的染色體中突然出現了一個具有這種「開關」功能的基因,事情就演變成了今天這樣:你必須要有Y染色體,才能發育出男性生殖器官。

但Y染色體一經問世,體積就一直在縮小。隨着時間的推移,基因會發生突變,並且許多突變都是有害的。染色體可以通過與另一條染色體結合來避免將這些突變遺傳下去。但減數分裂中(即形成精子和卵子的過程),父體染色體與母體染色體會隨機發生交叉互換。這個過程會將基因拆分開來,使真正有用的基因更有可能遺傳下去。所有染色體都會經歷這一過程,來自母體的染色體1會與來自父體的染色體1進行交叉互換。然而,Y染色體並沒有與之配對的染色體可以交換。兩條X染色體可以相互重組,但Y染色體和X染色體的相似程度不夠高,無法進行重組。此外,極少出現同時有兩條Y染色體的情況,因此Y染色體也無法與另一條Y染色體重組。

如果發生了有害的基因變異,這條染色體一般都能與配對的染色體互換。但Y染色體無法這麼做,因此Y染色體累積的有害變異會越來越多,而這些有害變異會逐漸在自然選擇的作用下被淘汰掉。這樣一來,Y染色體就會變得越來越小。

研究顯示,在1.66億年以前,Y染色體上有1669個基因,與「當時的X染色體相同」。不難算出,假設Y染色體的基因流失速度始終不變、穩定在每100萬年減少10個的話,整個Y染色體將在450萬年後徹底消失。

「始終不變」這一點很關鍵。近期研究顯示,Y染色體的退化速度其實是在逐漸減慢的。在2005年《自然》期刊上發表的一項研究中,研究人員將人類的Y染色體與黑猩猩進行了比較。到了2012年,同一支研究團隊又對恆河猴的Y染色體做了基因測序,同樣將結果發表在了《自然》上。研究人員發現,自從人類與恆河猴於2500萬年前在進化之路上分道揚鑣以來,人類的Y染色體只減少了一個基因;並且在600萬年前與黑猩猩分開進化以來,Y染色體上更是一個基因都沒少。這些結果說明,Y染色體的退化並非如最初指出的那樣、以每100萬年10個基因的速度線性減少。

不過,這並不意味着Y染色體就不會消失了,這種情況在其它物種身上也發生過。例如,有兩種生活在地下的齧齒動物都分別失去了Y染色體,還有生活在日本幾座小島上的三種瀕危棘鼠。

但這些物種顯示,就算缺失了Y染色體,也不會對生物的生存造成威脅。上面提到的幾種物種依然雌雄皆有。人們總把性別想成一件非常確定的事情,認為只要你有Y染色體,你就是男性;如果你沒有Y染色體,你就是女性。但情況並非如此。

事實上,在雄性和雌性身上表達存在區別的基因中,有95%都並不取決於X和Y染色體。例如,負責雌激素受體編碼的基因ESR1就位於6號染色體上。該受體對雌性生物生長和性發育具有至關重要的作用。

失去Y染色體並不意味着失去雄性。事實上,Y染色體的缺失可能意味着將有另一個基因接手決定性別的工作,即前文提到的「開關「,有很多基因都能完美地完成這項工作。但發生這種情況的可能性有多大呢?「確實有可能發生,不過我們這輩子是看不到了。」

來源:cnBeta