Y染色體正在慢慢消失,那男性會越來越少嗎?

Y染色體正在慢慢消失，那男性會越來越少嗎？

2018年02月02日 15:13作者：科普中國網編輯：網絡

Y染色體正在慢慢消失，那男性會越來越少嗎？

Y染色體或許是男子氣概的象徵，但它卻沒有那麼堅強和持久。它攜帶著「主開關」基因SRY，它決定了胚胎會發育成男性（XY）或女性（XX），它只包含很少的其他基因，是唯一生命不必要的染色體。畢竟，女人在沒有它的情況下也能過得很好。

更重要的是， Y染色體會迅速退化，徒留女性擁有兩個完全正常又完美的X染色體，而男性只有X染色體和一個萎縮的Y染色體。如果同樣的退化率持續下去，Y染色體在還有460萬年就會完全消失。這聽起來可能很長，但當你發現地球已經存在了35億年時，事情就沒那麼簡單了。

Y染色體並不總是這樣的。如果我們把時鐘倒轉到一億六千六百萬年前，對於第一個哺乳動物來說，這個故事就完全不同了。早期的「原始」染色體最初與X染色體相同，包含了所有相同的基因。然而，Y染色體有一個根本性的缺陷。不同於其他的染色體，我們在每個細胞中都有兩份染色體，Y染色體只作為一份拷貝，從父親那裡傳給他們的兒子。

這意味著Y染色體上的基因不能進行基因重組，每一代基因的「洗牌」都有助於消除有害的基因突變。被剝奪了重組的好處的Y染色體基因會隨著時間退化，最終從基因組中消失。

紅色標記的Y染色體，旁邊的X染色體更大。

（圖片來源：國家人類基因組研究所）

儘管如此，最近的研究表明，Y染色體已經發展出了一些非常有說服力的機制來「踩剎車」，減緩了基因丟失的速度，使其停滯不前。

例如，丹麥最近的一項發表在《公共科學圖書館遺傳學》的研究中，檢測了來自於62個不同人的Y染色體的測序部分，發現它會遵從「基因擴增」而進行大規模結構性重組——即獲得基因的多個副本，提升健康精子的功能和減輕基因損失。

這項研究還表明，Y染色體已經發展出一種不尋常的結構，稱為「回文」（即DNA序列可以像「kayak」一樣，前後閱讀順序都相同），從而保護它不受進一步的破壞。他們在Y染色體的迴文序列中記錄了一個高頻率的「基因轉換事件」，這基本上是一個「複製粘貼」的過程，允許使用未損壞的備份拷貝作為模板，來修復受損的基因。

對比其他物種（在哺乳動物和其他物種中同樣存在Y染色體），越來越多的證據表明Y染色體的基因擴增是一個普遍的原則。這些擴增的基因在精子生產（至少在嚙齒類動物中是這樣）和調節後代性別比例中發揮著關鍵的作用。最近，在分子生物學和進化方面的研究表明，老鼠基因拷貝數的增加是自然選擇的結果。

關於Y染色體是否真的會消失的問題，科學界的認識目前被分為「離開說」和「留下說」。支持後者的人認為它的防禦機製做得很好，並且挽救了Y染色體。但是「離開說」的研究人員認為， Y染色體所做的一切就好像用指甲抓住懸崖，最終都是會掉下去的。因此爭論仍在繼續。

田鼠沒有Y染色體。（圖片來源：維基百科）

澳大利亞拉籌伯大學的Jenny Graves表示，如果你從長遠的角度來看，Y染色體必然是註定要失敗的。在2016年的一篇論文中，她指出，日本的小老鼠和田鼠已經完全失去了Y染色，並且認為基因在Y染色體上丟失或產生的過程不可避免地導致了生育問題。這反過來又能最終推動完全新物種的形成。

男性會滅亡嗎?

正如我們在一本新電子書的一章中所指出的那樣，即使人類的Y染色體確實消失了，也並不一定意味著男性會消失。即使是在已經完全失去Y染色體的物種中，雄性和雌性仍然需要繁殖。

在這些情況下，SRY這個「主開關」基因決定了基因的異常性，它已經轉移到不同的染色體上，這意味著這些物種在不需要Y染色體的情況下也能產生雄性。然而，新的性別決定染色體——SRY轉移到的染色體——應該會再次開始退化的過程，因為它們就像之前滅亡的Y染色體那樣同樣缺乏重組。

然而，人類的有趣之處在於，當正常的人類繁殖需要Y染色體時，如果你使用輔助生殖技術，它攜帶的許多基因是不必要的。這意味著基因工程可能很快就能取代Y染色體的基因功能，允許同性伴侶或不育男性懷孕。然而，即使每個人都能以這種方式懷孕，但似乎很不可能的是，有生育能力的人會自然停止繁殖。

儘管這是一個有趣且爭論激烈的基因研究領域，但幾乎沒有必要擔心。我們甚至不知道Y染色體是否會消失。而且，正如我們所展示的，即使是這樣，我們也很可能繼續需要男人，這樣正常的繁殖才能繼續下去。

事實上，選擇幾個「幸運」男性來生育我們大多數孩子，這樣的「農場動物」型系統還未到來。無論如何，在接下來的四百六十萬年內，將會有更為緊迫的擔憂。