你知道为什么说是父亲决定孩子的性别吗?学过生物的都知道,是因为男性拥有独特的Y染色体。而雄性特征发育的基因SRY,就存在于Y染色体上。但Y染色体本身是一个“不正常”的染色体,它正在逐渐消失。未来还会有男性存在吗?人类又该如何生育后代呢?
其实,仅仅简单地认为,女性的染色体一定是XX,男性的染色体一定是XY;这个说法本身就是错误的。
染色体跟人之间的关系到底多紧密?
要弄清楚这个问题,先要弄懂染色体到底是什么。总结起来说,染色体就是由几乎是同等含量的DNA和组蛋白,再加上不定量的非组蛋白合起来,承载了遗传物质的呈现出圆柱状或杆状的物质。由于这种物质在细胞发生有丝分裂时,容易被碱性燃料上色,所以被命名为染色体。
一条染色体有一个DNA分子,一个DNA分子就是一条常常的双螺旋状的纤丝。DNA双螺旋缠绕在组蛋白的表面,构成核小体,一串密密麻麻的核小体构成100埃左右的纤维,这就是染色体的一级结构。形状非常像是珍珠项链;只不过是呈螺旋状的中空线状体,内径长100埃,外径是内径的3倍;这是染色体的二级结构。线状体的一个螺旋包含有6个核小体,两个螺旋之间距离100埃。二级结构再一次螺旋化形成直径为0.4微米的桶状体,被称为超螺旋管,这是染色体的三级结构,在三级结构的基础上,再折叠盘绕一番后,就形成了染色体的四级结构。从一级到第四级,DNA的长度都会有不同倍数的压缩,最终要被压缩8400倍。也就是说,一个只有几纳米的染色体,其中的DNA分子经过伸展之后,其长度可以达到染色体的千万倍。
人类之所以能从最初的受精卵发育成完整的具有复杂器官和身体结构的人体,完全是因为染色体的分裂和复制功能,而且染色体具有自主复制、完整复制、遗传物质平均分配的三大开挂技能,才能保证在不停的复制和血脉遗传中,染色体能够具有稳定性和连续性。
生命诞生之初,精子携带者父亲的基因,找到了携带者母亲基因的卵子,形成最初的母体蓝图染色体,它会进行母钟分裂,分裂出最初的23对染色体。每一条基因各自负责一类器官或者部位,比如A染色体打开了造肝的基因片段,那么就会谨慎地关闭所有其他器官的制造信息,防止出现差错。母体蓝图染色体移动要分裂4次。
23对染色体形成后,造出不同器官的过程,叫做子钟分裂,人类的子钟分裂要进行24次,这之后,就会形成一个完整的人形。这还没结束,人类出生之后,身体仍然是没有发育完成的,一部分器官还会进行第三次分裂,也就是孙钟分裂,比如换牙、性成熟等等,都属于孙钟分裂。
染色体就是人类从基因变成生物的大平台,DNA通过染色体端点,或者染色体外的蛋白质获得生长能量,也就是“打开”和“复制”。那么问题就来了,就如同我们不停复制转发图片,图片的清晰度在传播过程中会越来越低一样。基因的复制,也不会百分之百的毫无偏差,更何况,人的生育过程,并不是单纯地复制,还包括父亲和母亲基因的结合。因此,出现不同是非常有可能的。
就好比,按照人类的推理研究发现,女性只能提供X染色体,而男性可以提供两种:X和Y,由此两两排列组合,得出两种性别,XX的是女性,XY是男性,染色体数量为23对,46条。其中,22对染色体的作用都一样,被称为常染色体;唯一的区别就是XX和XY,被称为性染色体。这是最常见的人类基因构成。
但问题是,染色体的数量和类型,常常会出现差错。比如,会有XXY或XYY的男性,也有XXX和X的女性。
可能出现YY基因人吗?
曾经有课题对染色体数量为47、类型为XYY的染色体异常的人群做过研究。发现患有XYY综合征的人,往往身材高大,基本都超过了180,他们中的大多数性格狂躁易怒,有的刑事犯罪率高于普通人群几倍或者十几倍。这类患者从身体条件上来说,是优于大部分普通基因的同类的,因此在医学上又被叫做“超男”,不过一小部分会出现智力低下、生育功能障碍等问题,比如无精或者精子缺乏活力等。
而如果有染色体异常的父母,就有四分之一的概率会生出更为奇怪的基因组合:体内基因是XY的女性和基因为XX的男性。这种情况被称为性反转综合征。另外,双方都是基因正常的父母,也有一定的几率产生异常基因的胚胎。
XX男性的存在表明,促进睾丸发育的SRY基因,也可以存在于X染色体中。而XY女性的存在,则说明,她基因中Y染色体的SRY基因是缺失了的,这就说明,Y染色体在胚胎的生长发育中,并不是必须的。
XX男性的发生率为两万分之一,这说明,其实XX男性的数量并不少。因此,科学家们担心,未来的Y染色体会不会彻底消失?到时候会出现男性越来越少,甚至影响人类繁衍的情况吗?
研究表明,Y染色体决定性别并不是一开始就与众不同的,而是哺乳动物出现后1.66亿年之后,它才慢慢具备了区分性别的作用,并且逐渐抹杀了自己携带的其他基因功能。然而在人类的繁衍过程中,X染色体属于被锁定染色体,而Y染色体因为只具备标志性别的功能,所以就会充当X染色体的补充剂的角色。
因此,Y染色体才能从1600万年前的数量1500个原始基因,到现在只剩下了45个,并且,它正在以每100万年丢失4.6个的速度减少。按照这个速度计算,离Y染色体彻底消失,只需要1000万年。
另外,从社会发展因素来说,原始社会时期,男性因为生存需要,必须要有优越的体能,长得高大壮实的男性,更容易生存下来,并且获得繁衍后代的机会;所以那时候的男性大多人高马大,毛发旺盛,从外表来说,具有强烈的雄性特征。然而随着社会的发展和生产力的提高,人类可以依赖的工具越来越多,也越来越发达,过多地体能已经不再是生存的必要条件,而人类的进化,就是不断地舍弃人类不需要的、已经过时了的功能。Y染色体所含的原始基因越来越少,自然也就越来越短。
从某些方面来说,Y染色体真的很像一个封建大家长,它不仅坚持传男不传女,还一度坚定地认为,有着决定性别的SRY等基因就已经足够,所以不愿意接受和别的染色体进行基因重组,不愿意跟上不断变化的世界;它只愿意复制一个备份以便传给它的后代。好在它也并没有坐以待毙,它内部生成了一种回文系统,会生成两段完全一致的对应序列,就像电脑系统的备份一样,每当基因出现残缺破损,它会根据备份修复出现的有害变异,起到自我修复、保护基因的作用。但这种过于封闭的自我强化系统,是会提高男性特征的遗传性,但同时也会让后代的几千名男性中,产生一名完全不育的案例。
所以,有专家认为,Y染色体的回文系统,可能会延缓它消失的时间,但不能阻止这个结果。不过X染色体也可以携带SRY基因,所以生育问题,应该不会成为人类生存的大问题吧?更何况,即使没有Y染色体,人类的基因系统也会进化出别的染色体,Z或者别的,只需要履行Y染色体的职责就行。
即使,Y染色体最终消失并且人类也没有进化出替代的染色体,或者替代了Y的染色体也出现了退化。人类也不需要过分担心。因为人类已经在别的同样具备XY染色体的动物身上,同样发现了Y染色体消失的现象。比如日本小老鼠和田鼠,它们已经完全失去了Y染色体但它们的繁衍并没有受到影响,而且仍然有雌雄的区别。
2019年,剑桥大学的一项研究数据说明,全球已经有至少20人已经失去了Y染色体,比如XX男性,但其中的很多人仍然具备生育能力,并且下一代人仍然是健康的。
不过,如果一个正常的XY基因的男性,和XY基因的女性,有没有可能生出YY基因的人类呢?这可是从未有过的基因组合呢。其实拥有异常染色体的人类,很大概率有生育障碍甚至完全不育。所以,能够诞生YY胚胎的可能性都非常非常小。如果非要假设一名XY女性具备良好的生育能力的话,那么我们也可以推演一下:
前面已经说过,XY女性的Y染色体是残缺的,它本来就只有45个基因,而X染色体却有1000多个。所以当两个合起来还不够100个原始基因的YY合在一起;还缺少了基因分裂和复制必须的各种蛋白质,所以,YY胚胎是没办法完成第一次分裂的;即使有所生长,也无法形成一个健康的23对染色体,连第二次分裂都达不到。就更不要说最终形成一个活蹦乱跳的人了。
即使Y染色体不思进取,躺平任嘲,它依然还有一千万年的时间可以浪费,而人类在这个漫长的岁月中,可以研究一下是否有辅助手段可以取代Y染色体对于人类繁殖的综合作用,也许有一天,女性或者男性,只要他愿意,不需要另一半就能怀孕生产,也不是不可能。那时候的人类也许不仅不需要忧虑某种染色体的消失,连加诸在性别上的鸿沟都已经可以跨越了。
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