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500万年后,男性将消失?

http://story.dbw.cn   2013年05月04日 15:53:00
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  男性是否会消亡?目前科学界正在展开激烈争论。Y染色体的体积确实在缩小,如今体积不及X染色体的1/3。

  有研究者相信,Y染色体的固有脆弱性将使其最终衰亡

  最近,澳大利亚科学家詹妮·格雷夫斯在公开演讲中再次表达其观点:男性正在面临危机。她认为,Y染色体存在固有脆弱性,这将会导致其在500万年后消失,而这也意味着男性可能将会慢慢走向灭绝。“Y染色体消失导致男性衰亡论”的支持者近年不断发出悲观论断,频频引起媒体关注。与此同时,不少研究者也在针锋相对地给出乐观的判断。争论本身折射出对Y染色体的研究逐渐升温的事实。记者特邀医学专家为我们深入浅出地解读有关Y染色体的秘密。

  文:记者李文图:Gettyimages

  支持者:脆弱的Y染色体终将消失

  Y染色体正在走向衰亡的观点,其实已经存在好几年了。但Y染色体的结局究竟是悲观的还是乐观的,全球研究者一直都在争论不休。普通大众都知道,染色体是基因的载体。人类的细胞中有23对染色体,其中包括22对常染色体和1对性染色体,性染色体包括X和Y染色体,决定人类的性别。大家所关心的是:Y染色体的“衰亡”是否意味着人类要跟男人说再见了呢?难道人类未来会变成“女儿国”?

  詹妮·格雷夫斯的研究认为,X染色体包含1000多个健康基因。Y染色体最初拥有同样多的基因,但是经过数亿年的演变,Y染色体存在固有脆弱性,现代Y染色体仅剩不到100个基因。和“勤劳强大”的X染色体相比,男性特有的Y染色体显得“懒惰矮小”。它不但体积不及X染色体的1/3,而且其中绝大多数DNA序列都是没有功能的,参与“工作”的基因甚至不及X染色体的1/10。

  12.5万年后男人的生殖能力或约只有现在的1%

  除了体积的问题,国际上有不少专家认为Y染色体自身很脆弱,基因变异风险高,而且在变异之后很难修复。因为除Y染色体外,其他染色体包括X染色体,都是成对存在的。成对存在的两条染色体互为“备份”,能清除危害自身基因的变异。细胞在减数分裂时,如果其中一个出现缺陷,就能通过与“备份”的对照很快纠正错误并进行修补。但“脆弱”的Y染色体却不能与“同伴”X染色体进行对照修错。于是有研究者认为,封闭保守的结果就是自取灭亡。

  除了詹妮·格雷夫斯,持这种忧虑的还有美国宾夕法尼亚州立大学的两位科学家卡特雷纳·玛克瓦和梅利莎·威尔逊。他们在性染色体进化变异机制的研究中发现,Y染色体比X染色体的演化速率快得多,这将导致Y染色体上的基因急剧丢失,如果这样发展下去,Y染色体将会完全消失,人类的传宗接代将受威胁。

  英国牛津大学人类遗传学教授布赖恩·塞克斯博士更是对Y染色体缺乏信心的著名代表人物。他估计,在大概5000代,也就是12.5万年后,男人的生殖能力将大约只有现在的1%。现在已经知道,Y染色体的突变会降低男性的生殖能力。男性的生殖能力一直以来正在缓慢地下降,这已经成为事实。最终,男人将不再具有自然生育能力。他相信有一天人类将能够通过两个卵子的结合来生殖。这不是科幻小说,日本的研究者已经能用两个卵细胞繁殖出了一只外表正常的老鼠。

  反对者:男性会灭绝?言之尚早

  对于Y染色体的危机,也有不少专家认为男性不必惊慌。

  英国伦敦国立医学研究所的性染色体专家罗宾·洛维尔·巴杰教授称,Y染色体至少在2500万年内没丢失过任何基因。他认为男性灭绝论是毫无意义的。

  怀海德生物医学研究所的研究人员在比较了人和大猩猩Y染色体上所独有的基因后发现,黑猩猩的染色体中有5个基因已经退化,而人类染色体中没有这种现象。他们认为,在人和黑猩猩走上各自进化道路的这600万年中,即使人类Y染色体有基因流失也是极少一部分。因此,对于Y染色体将在500万年或者1000万年后消失的说法可以不予理会。

  有研究者对Y染色体进行深入研究后反而认为,Y染色体没有看上去那么脆弱,它的自我保护能力被低估了。

  《美国国家科学院院刊》刊登了一项新研究,科学家用母鸡W染色体这一特定例子,研究性染色体上的基因是如何世代遗传的以及它们和生育力的关系等。结果表明,这些染色体在过去数百万年里确实收缩了不少,失去许多原始基因,但剩余染色体在预测生育力上依然扮演着极其重要的角色。该研究报告作者、伦敦大学学院遗传学教授朱迪斯·曼科表示:“Y染色体不会消失,不会像有些科学家以前认为的那样成为遗传荒地。”母鸡W染色体类似于男人Y染色体,因为它们都是性染色体,雄性和雌性繁殖时不会重组,但这个基因组的其他部分会重新组合。重组使连锁基因从染色体上分离出来,而连锁基因使选择更有效,有助摆脱缺损突变。

  曼科表示:“我们的研究结果表明,男人Y染色体和母鸡W染色体对生育力至关重要。这是W连锁基因进化而来的能力,是它们生存下来的关键。研究表明,Y染色体和W染色体不会消失,会存在很长时间。”

  专家视点:Y染色体越来越短小或只是进化得更精悍

  中山大学第一附属医院泌尿外科邓春华教授和高勇博士在接受本报采访时表示,染色体曾被认为缺乏重要的功能基因。直到睾丸决定因子SRY基因的发现,Y染色体的研究才重新受到重视。在胚胎的性分化过程中,SRY基因刺激原始性腺向睾丸方向发育,然后这个最初的睾丸就开始分泌雄激素,主要是睾酮,刺激男性胚胎整个向男性化的方向发展。2003年,对Y染色体的成功测序揭开了Y染色体的真实结构和Y染色体微缺失的分子基础。对Y染色体上基因的研究正在逐步深入,过去Y染色体上一些被视为无用的“垃圾基因”,也许在未来,我们能发现它们的真正作用。

  他们认为,目前,Y染色体作为男性的性别决定染色体,其体积确实是在逐渐缩小,但其实这是进化的一种表现。“大约3亿年前,爬行类动物获得了从常染色体进化而来的X染色体和Y染色体。当它们中一条染色体获得某种性别决定功能,X、Y染色体的分化开始启动。雄性性别有利基因在Y染色体上不断聚集,雌性性别有利基因在X染色体上也不断聚集。目前,Y染色体的主要职能是决定男性的性别和调控男性的生育能力,在Y染色体上存在男性性别决定基因和很多与精子发生有关的基因。”

  正是因为经过3亿年的演化,Y染色体已经变得越来越“专业化”。其职能决定了它不需要像X染色体一样,承载太多的基因,具备太大的体积,它将随着人类的进化而变得更加短小精悍。“在我看来,Y染色体在进化过程中一路丢弃累赘辎重,不是衰退,而是进化。”高勇说,“现在Y染色体上虽然数量在减少,但这并不能推论出这种减少的趋势会一直持续并导致在未来Y染色体消失。打个比方来说,随着进化,人类已经丢弃了跟大猩猩一样的早期阶段的皮毛,但这并不意味着在未来的漫长进化中,人类会连皮肤也一起抛弃掉。”

  即使Y染色体丧失“男性”也不会消失

  退一万步讲,即便Y染色体不幸丧失了,也不见得“男性”就会消失。邓春华教授和高勇博士指出,在临床上,他们遇到过没有Y染色体的男性。他们在研究中发现,在没有Y染色体的情况下,其他染色体竟然扮演了代偿的功能,表达了SRY基因,使雄性性征继续存在。

  高勇博士说:“曾有研究者进行生物试验,当研究者拿走了某生物群体中的唯一雄性,便有雌性跳出来‘变成’了雄性,代替和承担原来雄性在群体中繁衍后代的职责。500万年或是1000万年也好,未来即便Y染色体消失,相信会有Y染色体以外的常染色体扮演代偿角色,来努力使种群延续。地球上的生命走过了从无性生殖到单性生殖再走向两性生殖的演化过程,相信演化的方向不会是逆转回单性或者无性。”

  不过,Y染色体的微缺失确实与男性生育力的下降有关。“这个问题如果换个角度看,其实是一个优胜劣汰的自然选择过程。”高勇博士说,“吸烟、酗酒、久坐等一些不良生活习惯和日益加剧的环境污染容易导致男性Y染色体基因突变或缺失。染色体微缺失的男性精子变少、变差甚至没有精子,容易出现不育问题。而Y染色体优良的男性更容易使女性受孕,可以在生育竞争中获胜,最终将优良基因传承下去,对人类种群的生存繁衍是有益的。Y染色体的进化就是在优胜劣汰和自然选择中进行的。”

作者:    来源: 广州日报     编辑: 平静
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