「配對」的性染色體,或是長壽的秘訣?

2020-12-06 中國生物技術網

當109歲的Jessie Gallan被問到長壽秘訣時，她的回答簡單幹脆：「遠離男人」。其他百歲老人分享的經驗則是多做做遊戲，如填字遊戲或跳跳舞。

但有一件事他們不會提及：染色體。北京時間3月3日，發表在《(Biology Letters（生物學快報)》的一項新研究顯示，在整個動物界，具有兩個相同性染色體的個體（包括具有XX的雌性動物）比那些不同的平均壽命要長17.6%。

在大多數動物中，性染色體決定個體將發育為雄性還是雌性。在哺乳動物中，雌性通常有兩條相同的X染色體，而雄性有一條X染色體和一條更小的Y染色體。某些動物的性別，如大多數雄性蛛形綱動物，完全缺乏第二性染色體。這些染色體造成了雄性與雌性之間的生理差異。例如，攜帶ZZ性染色體的鳥是雄性的，它們的毛色也更加鮮豔，而帶有ZW性染色體雌性鳥的毛色要黯淡得多。

圖片來源：CHRIS SCHENK/MINDEN PICTURES

生理特徵並不是兩性之間唯一的差異。研究人員假設，性染色體異形配子的動物，如XY雄性哺乳動物，可能更容易受到基因突變的影響，從而導致壽命縮短。但直到現在，科學家們還沒有研究過這種效應在整個動物界中的影響。

為此，澳大利亞新南威爾斯大學的研究人員搜尋了有關性染色體和壽命數據的科學論文、書籍以及在線資料庫。他們比較了來自99個科、38個目、8個綱的229種動物的雄性和雌性壽命。研究顯示，具有相同性染色體的動物平均壽命要長17.6%。人類、野生動物和家養動物的長壽模式貫穿著整個生命進化樹。

圖片來源：Biology Letters

該研究第一作者、生態學家Zoe Xirocostas說：「在昆蟲和魚類之間，也都表現出了同樣結果，這真的很酷。」不過，研究人員發現，不同物種之間的壽命差異存在顯著差異。有一個極端的例子：帶有XX性染色體的德國雌性小蠊（Blattella germanica）的單X染色體的雄性壽命長77%。這種差異還取決於具有相同性染色體的動物是雌性還是雄性。具有相同性染色體的雌性動物，如哺乳動物、爬行動物、昆蟲和魚類，平均比雄性多活20.9%，而具有相同性染色體的雄性動物，如鳥類和蝴蝶的壽命比雌性平均長7.1%。研究人員說，這種不均勻性表明，除了性染色體外，其他因素也可能對壽命產生強烈的影響。其中一個因素可能是性別選擇。誇張的身體特徵和行為使某些物種的雄性對雌性更有吸引力，但往往這需要大量的能量，因此會對整體健康造成損害。未參與這項研究的法國裡昂第一大學的進化生物學家Gabriel Marais說：「我們知道雄性的性選擇更強。它們以更快的衰老來為這種性選擇付出代價，所以會死得更早。」

如果這些雄性的性染色體也減少或缺失，它們往往更容易受突變的影響，從而增加了對壽命的有害影響。Marais說。相比之下，性染色體異形配子的雌鳥和蝴蝶可能更容易發生突變，但它們不會面臨激烈的性選擇而導致壽命縮短。

進一步的研究可以幫助研究人員了解性染色體是如何影響壽命的。目前，研究人員還不知道性染色體數目減少是否與男女壽命的差異相關。關於這個問題的論文很少。

Marais稱讚這項新研究是朝著正確方向邁出的重要一步。

參考文獻：

The sex with the reduced sex chromosome dies earlier: a comparison across the tree of life

DOI: 10.1098/rsbl.2019.0867

Science將性別差異研究推向新高度！

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