你知道為什麼說是父親決定孩子的性别嗎?學過生物的都知道,是因為男性擁有獨特的Y染色體。而雄性特征發育的基因SRY,就存在于Y染色體上。但Y染色體本身是一個“不正常”的染色體,它正在逐漸消失。未來還會有男性存在嗎?人類又該如何生育後代呢?
其實,僅僅簡單地認為,女性的染色體一定是XX,男性的染色體一定是XY;這個說法本身就是錯誤的。
染色體跟人之間的關系到底多緊密?要弄清楚這個問題,先要弄懂染色體到底是什麼。總結起來說,染色體就是由幾乎是同等含量的DNA和組蛋白,再加上不定量的非組蛋白合起來,承載了遺傳物質的呈現出圓柱狀或杆狀的物質。由于這種物質在細胞發生有絲分裂時,容易被堿性燃料上色,所以被命名為染色體。
一條染色體有一個DNA分子,一個DNA分子就是一條常常的雙螺旋狀的纖絲。DNA雙螺旋纏繞在組蛋白的表面,構成核小體,一串密密麻麻的核小體構成100埃左右的纖維,這就是染色體的一級結構。形狀非常像是珍珠項鍊;隻不過是呈螺旋狀的中空線狀體,内徑長100埃,外徑是内徑的3倍;這是染色體的二級結構。線狀體的一個螺旋包含有6個核小體,兩個螺旋之間距離100埃。二級結構再一次螺旋化形成直徑為0.4微米的桶狀體,被稱為超螺旋管,這是染色體的三級結構,在三級結構的基礎上,再折疊盤繞一番後,就形成了染色體的四級結構。從一級到第四級,DNA的長度都會有不同倍數的壓縮,最終要被壓縮8400倍。也就是說,一個隻有幾納米的染色體,其中的DNA分子經過伸展之後,其長度可以達到染色體的千萬倍。
人類之所以能從最初的受精卵發育成完整的具有複雜器官和身體結構的人體,完全是因為染色體的分裂和複制功能,而且染色體具有自主複制、完整複制、遺傳物質平均分配的三大開挂技能,才能保證在不停的複制和血脈遺傳中,染色體能夠具有穩定性和連續性。
生命誕生之初,精子攜帶者父親的基因,找到了攜帶者母親基因的卵子,形成最初的母體藍圖染色體,它會進行母鐘分裂,分裂出最初的23對染色體。每一條基因各自負責一類器官或者部位,比如A染色體打開了造肝的基因片段,那麼就會謹慎地關閉所有其他器官的制造信息,防止出現差錯。母體藍圖染色體移動要分裂4次。
23對染色體形成後,造出不同器官的過程,叫做子鐘分裂,人類的子鐘分裂要進行24次,這之後,就會形成一個完整的人形。這還沒結束,人類出生之後,身體仍然是沒有發育完成的,一部分器官還會進行第三次分裂,也就是孫鐘分裂,比如換牙、性成熟等等,都屬于孫鐘分裂。
染色體就是人類從基因變成生物的大平台,DNA通過染色體端點,或者染色體外的蛋白質獲得生長能量,也就是“打開”和“複制”。那麼問題就來了,就如同我們不停複制轉發圖片,圖片的清晰度在傳播過程中會越來越低一樣。基因的複制,也不會百分之百的毫無偏差,更何況,人的生育過程,并不是單純地複制,還包括父親和母親基因的結合。因此,出現不同是非常有可能的。
就好比,按照人類的推理研究發現,女性隻能提供X染色體,而男性可以提供兩種:X和Y,由此兩兩排列組合,得出兩種性别,XX的是女性,XY是男性,染色體數量為23對,46條。其中,22對染色體的作用都一樣,被稱為常染色體;唯一的區别就是XX和XY,被稱為性染色體。這是最常見的人類基因構成。
但問題是,染色體的數量和類型,常常會出現差錯。比如,會有XXY或XYY的男性,也有XXX和X的女性。
可能出現YY基因人嗎?曾經有課題對染色體數量為47、類型為XYY的染色體異常的人群做過研究。發現患有XYY綜合征的人,往往身材高大,基本都超過了180,他們中的大多數性格狂躁易怒,有的刑事犯罪率高于普通人群幾倍或者十幾倍。這類患者從身體條件上來說,是優于大部分普通基因的同類的,因此在醫學上又被叫做“超男”,不過一小部分會出現智力低下、生育功能障礙等問題,比如無精或者精子缺乏活力等。
而如果有染色體異常的父母,就有四分之一的概率會生出更為奇怪的基因組合:體内基因是XY的女性和基因為XX的男性。這種情況被稱為性反轉綜合征。另外,雙方都是基因正常的父母,也有一定的幾率産生異常基因的胚胎。
XX男性的存在表明,促進睾丸發育的SRY基因,也可以存在于X染色體中。而XY女性的存在,則說明,她基因中Y染色體的SRY基因是缺失了的,這就說明,Y染色體在胚胎的生長發育中,并不是必須的。
XX男性的發生率為兩萬分之一,這說明,其實XX男性的數量并不少。因此,科學家們擔心,未來的Y染色體會不會徹底消失?到時候會出現男性越來越少,甚至影響人類繁衍的情況嗎?
研究表明,Y染色體決定性别并不是一開始就與衆不同的,而是哺乳動物出現後1.66億年之後,它才慢慢具備了區分性别的作用,并且逐漸抹殺了自己攜帶的其他基因功能。然而在人類的繁衍過程中,X染色體屬于被鎖定染色體,而Y染色體因為隻具備标志性别的功能,所以就會充當X染色體的補充劑的角色。
因此,Y染色體才能從1600萬年前的數量1500個原始基因,到現在隻剩下了45個,并且,它正在以每100萬年丢失4.6個的速度減少。按照這個速度計算,離Y染色體徹底消失,隻需要1000萬年。
另外,從社會發展因素來說,原始社會時期,男性因為生存需要,必須要有優越的體能,長得高大壯實的男性,更容易生存下來,并且獲得繁衍後代的機會;所以那時候的男性大多人高馬大,毛發旺盛,從外表來說,具有強烈的雄性特征。然而随着社會的發展和生産力的提高,人類可以依賴的工具越來越多,也越來越發達,過多地體能已經不再是生存的必要條件,而人類的進化,就是不斷地舍棄人類不需要的、已經過時了的功能。Y染色體所含的原始基因越來越少,自然也就越來越短。
從某些方面來說,Y染色體真的很像一個封建大家長,它不僅堅持傳男不傳女,還一度堅定地認為,有着決定性别的SRY等基因就已經足夠,所以不願意接受和别的染色體進行基因重組,不願意跟上不斷變化的世界;它隻願意複制一個備份以便傳給它的後代。好在它也并沒有坐以待斃,它内部生成了一種回文系統,會生成兩段完全一緻的對應序列,就像電腦系統的備份一樣,每當基因出現殘缺破損,它會根據備份修複出現的有害變異,起到自我修複、保護基因的作用。但這種過于封閉的自我強化系統,是會提高男性特征的遺傳性,但同時也會讓後代的幾千名男性中,産生一名完全不育的案例。
所以,有專家認為,Y染色體的回文系統,可能會延緩它消失的時間,但不能阻止這個結果。不過X染色體也可以攜帶SRY基因,所以生育問題,應該不會成為人類生存的大問題吧?更何況,即使沒有Y染色體,人類的基因系統也會進化出别的染色體,Z或者别的,隻需要履行Y染色體的職責就行。
即使,Y染色體最終消失并且人類也沒有進化出替代的染色體,或者替代了Y的染色體也出現了退化。人類也不需要過分擔心。因為人類已經在别的同樣具備XY染色體的動物身上,同樣發現了Y染色體消失的現象。比如日本小老鼠和田鼠,它們已經完全失去了Y染色體但它們的繁衍并沒有受到影響,而且仍然有雌雄的區别。
2019年,劍橋大學的一項研究數據說明,全球已經有至少20人已經失去了Y染色體,比如XX男性,但其中的很多人仍然具備生育能力,并且下一代人仍然是健康的。
不過,如果一個正常的XY基因的男性,和XY基因的女性,有沒有可能生出YY基因的人類呢?這可是從未有過的基因組合呢。其實擁有異常染色體的人類,很大概率有生育障礙甚至完全不育。所以,能夠誕生YY胚胎的可能性都非常非常小。如果非要假設一名XY女性具備良好的生育能力的話,那麼我們也可以推演一下:
前面已經說過,XY女性的Y染色體是殘缺的,它本來就隻有45個基因,而X染色體卻有1000多個。所以當兩個合起來還不夠100個原始基因的YY合在一起;還缺少了基因分裂和複制必須的各種蛋白質,所以,YY胚胎是沒辦法完成第一次分裂的;即使有所生長,也無法形成一個健康的23對染色體,連第二次分裂都達不到。就更不要說最終形成一個活蹦亂跳的人了。
即使Y染色體不思進取,躺平任嘲,它依然還有一千萬年的時間可以浪費,而人類在這個漫長的歲月中,可以研究一下是否有輔助手段可以取代Y染色體對于人類繁殖的綜合作用,也許有一天,女性或者男性,隻要他願意,不需要另一半就能懷孕生産,也不是不可能。那時候的人類也許不僅不需要憂慮某種染色體的消失,連加諸在性别上的鴻溝都已經可以跨越了。
,