從種族繁衍到職業分工，性別問題是人類的永恆話題，今天我們不探討與性別相關的複雜的社會歷史，而是從自然的角度來分析一下：性別決定究竟遵循怎樣的基本法則。
性別是如何決定的？
自然選擇中的性選擇是怎麼樣的？
以及人類的性別有何隱憂？
王玉國 復旦大學生命科學學院副教授
性的來源與性選擇
一提到性別，人們一定會想性別是怎麼來的。
生命之樹上絕大多數物種都是有性別的，說明性別起源於非常遠古的時候。而有性是不是從無性來的，還是個謎。在真核生物中，大多數無性繁殖類群，都可追溯到有性生殖的祖先，而不是相反。
生命之樹
無性繁殖不需要兩性生殖細胞的結合，最大的好處是能夠保持純系。植物方面，人們可以採用扦插、嫁接等方式來維持古老的品種不變；動物方面，人們可以克隆羊、猴、牛等。
有性繁殖則要涉及到兩性，它能使父母雙方的基因進行重組，豐富遺傳多樣性，從而更好地適應不同的環境。就有性生殖而言，生命幾乎都是奇特的存在，比如說每一個人，都是其中眾多卵子中的一個和無數精子中特定的一個結合而成，是自然選擇而來的。
相比無性生殖而言，有性生殖非常麻煩，更要付出代價。其中一點就是達爾文在《物種起源》中提到的「性選擇」。
生物的繁殖成功，是整個物種種群的向前發展，不僅僅是一個個體的勝利。很多時候性選擇就是雌性對雄性的選擇、雄性和雄性為了爭奪配偶進行的競爭，勝出的一方將擁有更多屬於自己的後代。
多種多樣的性選擇
性選擇的例子非常多，比如到了生殖季節，雄鹿會展示粗壯的長角，雄孔雀會開屏，一向矜持的鴛鴦雄鳥會在雌鳥面前和同性「大打出手」，雄性鱷魚會像印第安人跳戰鬥舞蹈時那樣一邊吼叫，一邊旋繞轉身。
《物種起源》裡，達爾文還說過雄性獅子的鬃毛對性選擇非常重要。沒想到這一點竟然被後來的科學家用研究證實了。
為什麼雌性獅子傾向於選擇鬃毛顏色深的雄獅作為配偶？原因其實很簡單，鬃毛顏色深，意味著營養水平更好，雄性激素水平更高。除此之外，它還有一個優點，鬃毛顏色深的比顏色淺的冬天體溫高一些；夏天則相反，體溫會低些。簡單就是冬暖夏涼，一個行走的空調，這樣的伴侶哪會有雌性不喜歡呢？
獅子的性選擇研究
不同動物的性選擇策略不同，《獅子王》中的配角斑鬣狗就是另一種情形。到了生殖季節，成年的雄性斑鬣狗傾向於離群出走。就像很多其他動物那樣，雌性不傾向選擇留在本群的雄性交配，只有極少部分、年老一點的雌性才選擇本群出生的小弟做臨時伴侶。這樣的好處是：客觀上保證了不同種群的基因交流，能有效避免近交衰退。
性選擇的策略是生物長期自然選擇的結果。同樣，選擇心目中最優的配偶絕對算得上是「人生大事」。
父母誰的貢獻更大
既然有兩性的存在，那自然還存在父母誰對後代的貢獻更多的問題。
以我們人類自己為例：眾所周知，人的細胞中有一個細胞核，細胞核的遺傳物質在23對染色體上，其中有一對是性染色體。
如果是女性，就是XX，但如果是男性，就是XY。女性只有一種配子22+X，男性可產生兩種配子：22+X, 22+Y，各佔50%的比率。如果提供的是前者，就生女孩；如果提供的是後者，就生男孩。由此可見人類是爸爸的配子決定生男生女。
那是不是爸爸對子女的基因貢獻大？還不能這麼說。
X染色與Y染色的基因對比
人的Y染色體明顯比X短。相同父母所生的男孩和女孩相比，如果按基因組的長度來算，那肯定是媽媽貢獻大；但如果按基因的種類來看，X和X上的基因是一致的，但Y染色體有27個特別的編碼基因，是X染色體沒有的，從這點看，男孩要比女孩多27個來自爸爸的編碼基因。這樣看爸爸對兒子的基因貢獻好像比媽媽大一些。
但是我們還忽略了另外一層，就是線粒體基因——除了細胞核裡有基因外，在細胞質的線粒體中還有一套基因。
線粒體上有37個編碼基因，人的線粒體是母系遺傳的，無論是男孩還是女孩，線粒體都是來自媽媽，按照姥姥-媽媽-女兒-外孫女這條主線，維持著線粒體基因的傳承。因為一般國人都是隨父姓，所以很多人知道媽媽的姓，姥姥的姓就不一定清楚了，更不用說姥姥的姥姥姓什麼了。
線粒體基因裡有很多和某些疾病有關的基因，如果媽媽有這方面的問題，孩子就有很大機率受到影響。
線粒體基因
無論是來自父系的27個編碼基因，或者剛才提到的來自母系的37個編碼基因，和整個人的基因組中兩萬多編碼基因相比，都是微乎其微。
有數據顯示，一個家族分離了13代的兩個人的Y染色體上，1000多萬個核苷酸上只有4個單核苷酸位點變異。也就是說，這13代任何一支的男孩，Y染色體的差別都不大。具體到某一個姓氏的遺傳標籤，對整個基因組而言，更是滄海一粟，沒有人們自己想像的那麼重要。
如要後代好，那還是要配偶的基因好，才能組合好。而大多數這樣的基因是在常染色體上，來自父母的常染色體在孩子這裡就會重組。
到下一代，孩子和他/她的配偶的基因繼續重組。只要種族延續，我們的基因就會存在，不過是越來越片段化了，分散到不同的個體中。
可是說起來，哪一個基因是我們的呢？我們不過是傳遞父母以及他們的父母的基因罷了。
性別決定的方式
和人的情況類似，大多數哺乳動物都是XY型性別決定的，也就是說孩子的性別是由爸爸產生的配子類型決定的。
一般而言，越是男女平等程度高的國家和地區，重男輕女的現象也越輕微。相比而言，自然界裡XY型動物，雄性關心的是有多少屬於自己的後代，而不是後代是雌是雄，有時候甚至更歡迎雌性後代。
ZW型性別決定
自然界中有一種和XY型不同的性別決定方式，叫ZW性別決定，很多鳥類和爬行類是這種類型。ZW是雌性，ZZ是雄性。雄性只產生一種配子Z，而雌性能產生1:1的Z和W兩種配子。後代是雌還是雄，取決於媽媽提供的是Z還是W，這是一種媽媽的配子決定後代性別的方式。
XY型和ZW型都還有變型XO型和ZO型，它們是在進化過程中Y染色體或W染色體丟失的現象。也有的物種不止1個X和1個Y染色體。像卵生哺乳的鴨嘴獸就有5對性染色體（雌性有5對X染色體, 雄性有5個X染色體和5個Y染色體）。
「女王」決定性別
對於大多數社會性的昆蟲（如蜜蜂、黃蜂、螞蟻等），它們的性別是另外一種決定方式，很大程度是由「女王」來決定的。
女王是家族裡有生殖能力的雌性。生殖季節和雄峰交尾，女王就把獲得的精子保存在她的儲精囊中。如果它不使用精子，後代就是由未受精的卵發育而來的單倍體雄性，事實上雄峰就是天生沒有爸爸的孩子，它們能產生未減數的配子。
如果女王使用了精子，後代的受精卵就發育成二倍體的雌性，雌蜂在出生後如果連續餵養5天以上的蜂王漿，就可以發育成新的蜂王，不然就是一般的工蜂，只負責幹活，不參與生殖。
植物不一樣的性別體系
相比較動物而言，植物比較特別。一般的花是雌雄同在的兩性花，有雌蕊和雄蕊。但也有植物有單獨的雄花和雌花。在一株上就是雌雄同株，不在一起就是雌雄異株，更奇特的是上邊是雄花下邊是兩性花——雄全同株；還有雌全同株等等。
現在少數一些物種確定有類似XY那樣的性染色體，但是不少物種的性別決定還是和特定的基因位點有關。低等一點的植物（如褐藻或苔蘚）有孢子體和配子體，配子體會分雌雄，屬於UV性別決定類型。
環境決定性別
自然界中總會有一些特殊情況，除了遺傳決定性別之外，有的生物還能通過環境變化來決定性別。一些兩棲類、爬行類在孵化卵的時候，如果是正常溫度，雌雄比是1:1，但如果溫度高了或低了性別就會不同。
在全球變暖或變冷的情形下，如果它們只產生一種性別，就讓人擔心其有滅絕的風險。
對龜來說，「酷哥辣女」形容的比較恰當，溫度低就發育成雄性，溫度高就發育成雌性。但別的受溫度影響的動物就不同，比如鱷魚，情況剛好相反。
一些魚類的性別轉變
一些魚類的生殖過程還會發生性別轉變。比如《海底總動員》中的尼莫——小丑魚，它少年時是雄的，等老了或種群裡高等級雌性死了，就由雄的轉換成雌的。再比如黃鱔，先是雌的，年長會變成雄的。
幼蟲落點決定性別
世界上還有更奇妙的一種海生蠕蟲——後螠，它的幼蟲是中性的，如果落在海水裡就發育成雌的，如果落在雌的蟲體上，會發育成寄生的雄性。後螠的性別決定取決於幼蟲落點在哪裡。
人類Y染色體的隱憂
自然界中，性別決定的方式多種多樣。讓我們回到人類自身，看看決定我們自己性別的染色體。
像XY那樣一長一短性染色體，它們是怎樣進化的呢？
研究顯示，它們的進化大概分這樣幾個步驟：
最開始是未分化的性染色體，就像兩個X；接下來一部分位點發生了特化，出現雄性性腺決定基因，但大多數區域還是同源的；接下來進一步特化，出現大量性別決定基因出現，同源區域越來越少；最後成一大一小。根據特化的程度和起源時間的不同，科學家還在有的物種中，發現有新的性染色體產生。
XY一長一短染色體的進化
性別決定取決於相關通路的基因。如果一開始是雄性特異基因激活，會促進雄性性腺——睪丸的發育，並抑制雌性性別決定基因表達；相反，如果一開始沒有雄性特異基因激活，雌性性別決定特異基因就會活躍，進而抑制雄性相關基因表達，更好促進卵巢的發育。
Y染色體消失的隱憂
研究發現，有的生物Y染色體越來越小，甚至整個Y染色體完全失去。雖然雄的還是雄的，但相關的性別決定方式已發生了改變。
一位女科學家詹尼弗·格拉費斯（Jennifer Graves）和同事根據與祖先型性染色體的比較估算，Y染色體在過去的3億年間（從哺乳動物和爬行動物分開時算起）到現在的人類，已丟失了1393個基因，平均每一百萬年丟失約4.6個。因為人的Y染色體上有27個特異性的性別決定基因，所以他們就預言：男性的Y染色體很可能在500多萬年內最終會消失。
想一想，如果將來人類沒有Y染色體，還是不是男性？該怎麼辦呢？
儘管這事情很棘手，但人們大概不會像看到性別比失調而擔心找不到配偶那麼著急——因為500多萬年，反正離現在還遠著呢！
Y染色體退化的新研究發現
不過，前些年的一項研究，給未來的男性帶來了曙光——
研究發現，Y染色體在約600萬年前人類和黑猩猩共同祖先到人類這一支，並沒有失去任何一個雄性決定基因。從恆河猴到人類和黑猩猩分來的祖先那一點，這1900萬年中，也只失去了一個基因。先前算的一般平均速率並不適合包括人類在內的靈長類。
人類Y染色體的退化也許並不像某些人想像的那麼快。
總的說來，不同類型生物的性別決定，遵循著不同的自然法則：
性別受遺傳支配，與性別有關的基因或染色體便決定後代的性別；性別也有受環境的影響。性染色體確實存在退化，但不同譜系退化的速率有快有慢，不必過分擔憂其完全消失。
存在性別，就會有配偶選擇，不管個體的性別選擇傾向如何，只有兩性基因的重組、變異，才使得種群得以生生不息、物種不斷繁衍、進化。
感謝上海市婦女兒童工作委員會、上海市婦女聯合會對本次大會的大力支持和指導。
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