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Y染色體正在退化,男人會滅絕嗎?

蛋花 @ 2018.01.21 , 12:30

Credit: 銳景創意

Y染色體是男性的象徵,它攜帶著「SRY」基因——該基因決定胚胎髮育成雄性(XY)還是雌性(XX)。然而,Y染色體僅含少數其它基因,且是唯一一條非必需染色體。此外,Y染色體正在迅速退化。若依照當前速度繼續退化下去,Y染色體在460萬年後就會徹底消失。

不過,Y染色體並非一直如此。1.66億年前,在第一批哺乳動物中,Y染色體和X染色體差不多長,且攜帶同樣的基因。然而,Y染色體存在固有缺陷。它僅以單條(而非成雙)形式存在,從父親遺傳給兒子。這意味著,Y染色體上的基因無法經歷「基因重組」——基因重組有助於消除有害的基因突變。因此,Y染色體隨著時間不斷退化。

但近期研究表明,Y染色體發展出了某些機制,能夠減緩基因丟失的速度,最終或許能夠停止退化。舉例而言,一項丹麥研究表明,男人的Y染色體容易發生大規模結構重排,導致「基因擴增」。此外,Y染色體演化出了一些不尋常的「迴文結構」,這能夠防止進一步的退化。他們發現,Y染色體上的迴文序列的「基因轉換」率非常高。

針對其它物種,也有越來越多證據表明,Y染色體正在進行基因擴增。在製造精子、調控後代性別比率(至少就老鼠而言)上,這些擴增基因非常重要。證據表明,老鼠的基因擴增是自然選擇的結果。

那麼,Y染色體究竟會不會消失?目前,科學界分為兩派:一派認為,Y染色體的防禦機制能夠奏效,最終挽救Y染色體;另一派認為,這些防禦機制只能夠延緩、但無法阻止Y染色體的消失。2016年,澳大利亞拉籌伯大學的Jenny Graves在論文中指出,日本的棘鼠和鼴形田鼠已經完全丟失Y染色體了。她認為,Y染色體的丟失將引發生育問題,最終推動新物種的形成。

男人會滅絕嗎?

即便Y染色體最終消失了,男人也未必會滅絕。目前,丟失Y染色體的物種依然需要雌雄兩性才能繁衍後代。在它們身上,決定性別的SRY基因轉移到了另一條染色體上。也就是說,它們不需要Y染色體,也能夠繁衍出雄性。然而,這條新的決定性別的染色體也將由於同樣原因,開始出現退化。

有趣的是,儘管普通交配過程需要Y染色體的參與,但生殖技術可以解決這個問題。這意味著,基因工程也許很快能夠代替Y染色體的基因功能,讓女同性戀、不育男性能夠繁衍後代。當然,即便技術成熟,普通人也不大可能停止自然生殖方式。

這個議題很有趣,但我們無須過分擔心。即使Y染色體會消失,那也是460萬年後的事情了;即使它真的消失了,人類生殖多半依然需要兩性的參與。

本文譯自 sciencealert,由譯者 蛋花 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

原作者:DARREN GRIFFIN & PETER ELLIS

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