男性在消失?
英国牛津大学人类遗传学教授布赖恩·塞克斯就在他的著作《亚当的诅咒》一书中阐述了男性可能会从地球上灭绝的惊人理论。塞克斯教授预测了“没有男人的地球”将会是什么模样。
塞克斯教授称:Y染色体是男性独有的染色体,它是决定一个胎儿是男孩还是女孩的基本条件。Y染色体会由父亲遗传给儿子,而女性身上则不存在Y染色体。人类最早的“原始版本”应该是女性,男性只是女性遗传基因变异的产物而已。
塞克斯教授解释说:“从理论上来说,男性都是基因变异的女性。”
塞克斯教授称,和其他染色体不同的是,男性特有的Y染色体无法自行修复基因变异带来的损伤,它正在随着人类的进化而逐步退化,根据Y染色体逐步消亡的速度计算,大约125000年后,Y染色体将会彻底失去功能,这意味着男性到时也许将从地球上灭绝。
塞克斯教授解释:“每一代人中,都有1%男人的Y染色体会产生基因变异,这会使他们的生育能力降低10%。和成双成对的X染色体不一样的是,Y染色体只有一条,无法通过镜像复制修补自身的缺陷,所以它的基因缺陷永远都没法被修复。”
女性可“单性”繁衍
塞克斯教授称,即使地球上没有男性存在,女性照样可以通过“单性生殖”继续繁衍,这样的科技已不是科幻,而是近在眼前的现实。
塞克斯教授称,英国纽卡斯尔大学的研究人员已经掌握了通过男性骨髓细胞培育“人造精子”的技术,他们下一步计划是通过女性骨髓细胞来培育“人造精子”。一旦实验成功,最多三五年时间,女性就可以独自繁衍生育后代。不过,由于通过女性干细胞培育出来的“人造精子”缺少Y染色体,她们“单性繁衍”的后代将全部是女孩。
专家称,如果地球上没有男人,那么许多事物都将跟着消失,譬如体育酒吧、《花花公子》等男性杂志、男人爱开的法拉利跑车等。另外可以确定的是,没有男人的地球上将会发生更少的战争,美国监狱中的囚犯数量将会狂降97%,美国境内的车祸死亡率将狂降70%以上。
虽然Y染色体可能要过125000年才会消亡,但男性们却面临着一个更迫切的危机:在过去50年中,男性的精子数量已经急剧下降了20%,专家认为这可能和男性面临更大压力、滥用酒精以及环境污染等问题有关。
遭男性组织“炮轰”
塞克斯教授称,当他提出男人将在125000年后灭绝的理论后,遭到了许多男性组织的炮轰,塞克斯说:“我收到了许多憎恨邮件,他们在信中质问我说:‘你怎么能够背叛你自己的性别?’”
然而,英国伦敦大学遗传学教授、《Y:男性的退化》一书作者史蒂夫·琼斯博士却和塞克斯教授“英雄所见略同”,琼斯博士也称男性的消失只是时间问题而已。
消亡时间有争议
不过,针对Y染色体最终消亡的时间科学界仍然存在巨大争议。尽管塞克斯教授认为男性Y染色体将在125000年后彻底失去功能,但澳大利亚国立大学遗传学家詹妮·格雷夫斯教授却称,Y染色体至少要过1000万年后才会消失。格雷夫斯还称,即使Y染色体消失,男性仍有可能不会灭亡,而是可能出现“变种”,分化成几种类型。
肯特大学的基因学教授达林·格里芬撰写了一篇名为《Y染色体正在消失——那么男性将会怎样》的文章。他表示Y染色体已经在快速地退化,据推测,会在460万年后完全消失。不过即使如此,也并不意味着男性会消失。
达林·格里芬介绍说,届时,决定性别遗传的SRY基因会迁移到其他的染色体上,只是这一染色体最终也将面临与Y染色体相似的命运。
人类诞生在地球上已经有几百万年的时间了,关于人类的起源至今还是个未解之谜,虽然目前人类普遍认同达尔文的进化论观点,但是这个进化论还是存在着很多疑点的,不过根据达尔文的进化论观点来看,人类的祖先是古猿,人类通过一步步的进化才有了如今的模样。

而人类是有男女之分的,在很早以前,古时候的人们对于男性和女性的出现也流传了很多神话传说,在我国古代,人们觉得女娲在创造人类的时候,通过捏泥人的方式让人类拥有了性别。





在未来人类的基因也会不断变化,基因也可能会发生变化,所以即使Y染色体出现了退化,男性的特征也会在其他方面凸显出来,基因也会变得更加优良。
从哺乳动物和爬行动物分开时算起,在过去的三亿年间,人类的Y染色体已经失去了1393个基因。有人据此推算出丢失的速度大约是每一百万年丢失约4.6个基因。如果按照这个速度计算,再过一千万年左右,Y染色体上的基因就会被“丢光”。这当然引发了一些人的忧虑,担心那个时候“男人”也许就不存在了。
“Y染色体退化论”。
早在2002年,一篇文章叫做《人类精子:性别的未来》,这篇文章中预测了在一千万年内,人类的Y染色体会完全消失。2015年10月,这个团队的科学家们再次在国际基因组学大会上公布了一项研究成果,表示Y染色体在萎缩。
在现实生活中,有关社会“娘化”的议论也引发了不少人的担忧,认为这正是缺乏“男性气概”的体现,甚至由此衍生出了“娘炮”一词。但与此同时,质疑的声音也不绝于耳。性角色理论区分了“男性气概”和“女性气概”的不同,建构在父权社会话语体系中的“男性气概”被认为是支配的、强力的、主宰的、以男性为中心的、理性的、轻感情的、不温柔的等,不符合这一模式的男性往往容易受到贬损,被认为是女性化的。而“Y染色体退化论”的提出似乎意味着,从生物学的角度来看,“男性正在走向灭绝”。
在《生命通史》一书中,荷兰阿姆斯特丹大学生物化学博士、科普作家朱钦士从生物性史的角度讲述了性染色体的秘密,决定性别的基因,并对男性是否真的会“消失”进行了探讨。正如朱钦士所言,人类Y染色体在过去几千万年中的退化也许并不如想象的那么快。Y染色体现在还是有保持自己稳定性的机制。就算Y染色体有一天真的消失了,男人也不一定消失。因为“生物在性别决定机制上是非常灵活的,我们不必为男性的将来担忧。”

生物的性别是如何被决定的?
地球上多细胞生物的生活是丰富多彩的,赏心悦目的绿叶、五彩斑斓的花卉、翩翩起舞的蝴蝶、鸣腔婉转的鸟儿,使得我们的世界生气勃勃,充满情趣。如果我们再仔细观察一下,就会发现,多细胞生物生活得多彩多姿,在很大程度上与生物的性别有关。
地球上绝大多数的多细胞生物,都分雌、雄两性。植物开花、蝴蝶双飞、孔雀开屏、人类求偶,都是生物“有性生殖”的表现。如果生物不分性别,这些绚丽动人的情景都不会出现,这个世界会单调沉闷得多。人类社会多少动人的故事,许多刻骨铭心、终身难忘的感觉,都和男女之间的关系有关。设想人类社会只有一个性别,那会是多么乏味?

蝴蝶双飞是生物“有性生殖”的表现。
我们的祖先早就发现了这种现象,并且发明了专门的词汇来形容两性。比如用“男”和“女”来形容人的两性,用“公”和“母”来形容动物的两性,用“雄”和“雌”来形容植物的两性,或泛指生物的两性,相当于英文的“male”和“female”。
显微镜的发明使得科学家认识到,即使是最简单的多细胞生物,例如水螅和团藻,也能够产生精子和卵子,进行有性繁殖。有性生殖是真核生物的发明和“专利”。这是因为有性生殖的机制比无性繁殖复杂得多,只有真核细胞才有这个能力。
那么,生物的性别是如何被决定的?是什么机制让身体大部分功能
(例如呼吸、心跳、消化、排泄)
相同的生物体向不同的方向发展,以致成为不同性别的个体?
生物在演化过程中,使用的蛋白质在功能上是高度保守的。如果我们看看进行有性生殖的动物所使用的性激素,就会发现它们也是高度一致,一脉相承的。但是实际观察到的一些现象却令人困惑,例如所谓的“性染色体”。
人的46条染色体中,有44条可以配对,成为22对染色体。每一对染色体中,一条来自父亲,一条来自母亲,这两条染色体的长短、结构、DNA序列、所含的基因,以及这些基因的排列顺序,都高度一致。但是在男性中,却有两条染色体不能配对。它们不仅大小不同, DNA序列和所含的基因也不同。长的一条叫X染色体,短的一条叫Y染色体。只在女性中,细胞里面没有Y染色体,而有两条X染色体。由于这两条染色体和人的性别有关,所以它们被称为性染色体。22 对能够配对的染色体似乎和性别无关,称为常染色体。
其他哺乳动物的染色体数目不同,但是也用X和Y来决定性别。XX是雌性,而XY是雄性。除了哺乳动物,一些鱼类、两栖类、爬行类动物,以及一些昆虫(如蝴蝶)也使用XY系统来决定性别。

在男性中,有两条染色体不能配对。长的一条叫X染色体,短的一条叫Y染色体。
没有Y染色体的动物,为什么也能成为雄性?
如果因此就认为所有的动物都用XY系统来决定性别,那就错了。鸟类就不用XY系统。在鸟类中,具有两个相同的性染色体
(叫做Z,以便与XY系统相区别)的鸟是雄性(ZZ),而具有两个不同染色体的(ZW)反而是雌性。除了鸟类,某些鱼类、两栖类、爬行类动物,以及一些昆虫也使用ZW系统。
既然XY染色体和ZW染色体都是决定性别的染色体,它们所含的一些基因应该相同或相似吧?出人意料的是,XY染色体里面的基因和ZW染色体里面的基因没有任何共同之处。就是同为ZW系统,蛇ZW染色体里面的基因和鸟类ZW染色体中的基因也没有共同之处。
不仅如此,XY系统还有一个变种,就是XO系统。有两条X染色体的为雌性(XX),只有一条X染色体的为雄性(XO)。这里O不表示一个性染色体,而是表示缺这个染色体。这个系统主要为一些昆虫所使用。比如有些果蝇,XX是雌性,XO是雄性。
既然有Y染色体的动物是雄性,没有Y的动物怎么也能成为雄性呢?而在人身上,如果缺失Y染色体,细胞只有一个X染色体(所以相当于XO的情况),发育成的人却是女性,只是不正常的女性(如卵巢不能正常发育)
,这种先天性卵巢发育不全叫做特纳综合征(Turner’s syndrome)。
有些动物的性别决定还受外部因素的影响,在遗传物质不变的情况下改变性别。例如外界温度就可以影响一些动物的性别。海龟在温度高于30摄氏度时孵化出雌性,而温度低于28摄氏度孵化出雄性。有些动物还能“变性”,随环境条件改变自己的性别。
许多人都看过美国动画片《海底总动员》(Finding Nimo),其中的主角,住在海葵里面的“小丑鱼”(clownfish),就可以改变性别。在小丑鱼的群体中,最大的为雌性,次大的为雄性,其余更小的则与生殖无关。如果雌性小丑鱼死亡,次大的雄性小丑鱼就会变成雌性,取代她的位置。而原来没有生殖“任务”的小丑鱼中最大的那一条就会变成雄鱼,取代原来次大的雄鱼。

住在海葵里面的“小丑鱼”可以改变性别。
男女性别的分化是两组基因相互斗争的结果
决定人性别的基因的线索来自所谓的“性别反转人”:有些人的性染色体明明是XY,却是女性,而一些XX型的人却是男性。
研究发现,一个XY型女性的Y染色体上有些地方缺失,其中一个缺失的区域含有一个基因,如果这个基因发生了突变,XY型的人也会变成女性。而如果含有这个基因的Y染色体片段被转移到了X染色体上,XX型的人就会成为男性。这些现象说明,这个基因就是决定受精卵是否发育为男性的基因。Y染色体上含有这个基因的区域叫做Y染色体性别决定区
(sex-determining regiononthe Ychromosome,简称SRY)
,这个基因也就叫做SRY基因。近一步的研究发现,许多哺乳动物(包括有胎盘哺乳动物和有袋类哺乳动物)都有SRY基因,所以SRY基因是许多哺乳动物的雄性决定基因。
SRY基因不会直接导致雄性特征的发育,而是通过由多个基因组成的“性别控制链”起作用。这个性别控制链上的基因,会抑制卵巢发育所需要的基因的活性,使得受精卵向雄性方向发展。
如果没有SRY基因(即没有Y染色体),受精卵中其他的一些基因(例如前面提到的RSPO1和WNT4)就会活跃起来,其产物促使卵巢的生成。这些基因的产物抑制SOX9基因和FGF9基因的活性,使**的形成过程受到抑制。所以男女性别的分化是两组基因相互斗争的结果。
人类Y染色体的退化,也许并不如想象的那么快
无论是XY系统还是ZW系统,能具有双份的性染色体
(比如哺乳动物雌性中的XX和鸟类雄性中的ZZ)
的系统都是比较稳定的,因为它们和总是成对的常染色体一样,拥有备份,可相互作为模板为对方纠错。但是“打单”的性染色体,比如哺乳动物的Y染色体和鸟类的W染色体,就没有这么幸运了。
它们因为拥有和另一个性染色体不同的DNA,和对方不能有效地配对,被纠错的机会就比较小,因此错误和丢失就会不断积累。所以哺乳动物的X染色体和鸟类的Z染色体都比较大,也比较稳定,而哺乳动物的Y染色体和鸟类的W染色体就比较小,而且“退化”很快。
据估计,人类的Y染色体在过去的3亿年间(从哺乳动物和爬行动物分开时算起)已经失去了1393个基因,也就是每100万年丢失约4.6个基因。现在Y染色体只剩下几十个基因,按照这个速度,再有1000万年左右,Y染色体上的基因就会被“丢光”,其中也许包括决定性别的SRY基因。有人忧虑,那时“男人”也许就不存在了。
但是如果比较人类和黑猩猩的Y染色体,就会发现从约500万年前人类和黑猩猩“分道扬镳”以后,并没有失去任何基因。在2500万年前人类和恒河猴(rhesusmacaque)分开以后,也只失去了一个基因。这说明每100万年丢失4.6个基因的推论是不正确的。人类Y染色体在过去几千万年中的退化也许并不如想象的那么快。

约500万年前人类和黑猩猩“分道扬镳”。
究其原因,也许是因为人类的Y染色体上有8个“回文结构”(palindrome),即正读和倒读都一样的DNA序列,总共有570万个碱基对。这是Y染色体的一些片段复制自己,又反向连接造成的。这些片段的两边可以相互结合,形成回形针那样的结构。它相当于Y染色体上的一些DNA序列也有了备份,可以起到常染色体的“双份效果”,所以Y染色体现在还是有保持自己稳定性的机制的。

Y染色体的回文结构,图中竖起的回形针结构就是由回文结构形成的。
就算Y染色体有一天真的消失了,男人也不一定消失。XO型的蝗虫就没有Y染色体,但是也发育成为雄性。日本的一种老鼠,叫做裔鼠(Ryukyuspinyrat),并没有Y染色体(相当于XO系统),但是一样有雌雄之分。也许它们已经发展出一个基因,可以替代SRY基因的作用。
生物在性别决定机制上是非常灵活的,我们不必为男性的将来担忧。有性生殖是最有利于物种保存和繁衍的生殖方式,演化过程一定会把这种繁殖方式维持下去的。我们可以继续享受有性生殖带给我们的多姿多彩的“有性生命历程”,包括刻骨铭心的爱情和温馨的家庭生活。

图:红色的Y染色体,旁边则是更大的X染色体
关于Y染色体是否真的会消失这个问题,科学界(就像现在的英国一样)目前被分为“消失派”和“保留派”。后者认为Y染色体的防御机制非常棒,并且可能挽救Y染色体。但是,“消失派”表示,它们所做的一切都是让Y染色体掉下悬崖前的垂死挣扎。这场辩论还将持续下去。

来自澳大利亚拉特布大学的研究人员Jenny Graves表示,如果你从长远角度来看的话,Y染色体的命运或许是注定无法改变的,即使你坚持的时间比预期的长一点;2016年发表的一篇研究报告中,Jenny Graves指出,来自日本的小鼠和田鼠已经完全失去了Y染色体,而且Y染色体发生的基因丢失或创造过程会不可避免地诱发小鼠的生育问题,这或许最终会推动完全新型的物种。





专家还表示,按照目前人类的科技水平,暂时无法对Y染色体进行修复,人类只能束手无策。而且研究发现在此之前,已经有许多相同生物物种体内的Y染色体彻底消失了,那么这样的案例是否也会应用在人类身上。但是Y染色体极度不平衡,也会导致发生雌雄同体等基因突变的情况发生,这对人类繁衍后代产生了非常大的威胁。


有李俊基这就说明Y染色体真的在退化,
但看到李宇春,我仿佛又看到了希望


“男性正走在灭亡之路上”的说法始于20世纪90年代中后期。
科学家发现,人类的Y染色体与X染色体相比比较短粗,因此在进行重组时不能充分地与X染色体分享遗传因子,从而没有办法更新受损的基因,它将会不断退化。遗传学家因此宣布,Y染色体最终将会消失。他们还给出了一个时间表:在未来的500万~ 1000万年的某个时候,占人类一半的男性会消失。
为了给这个预测找到一个合理的依据,科学家们想到我们的亲戚猩猩,他们试图在黑猩猩身上寻找数据,因为在600万年以前,人类和黑猩猩有着共同的祖先。马萨诸塞州坎布里奇市怀特黑德生物医学研究所的遗传学家戴维•佩奇研究了黑猩猩和人类的Y染色体在两者相互分离之后的演化有什么不同。
他的发现让他自己都大吃一惊:黑猩猩的Y染色体远比人类的Y染色体退化得厉害。
佩奇和他的同事们推测,黑猩猩的多交(雌性黑猩猩和多个雄性伙伴交配)导致了Y染色体上产生精子的基因增强,从而损害了其他基因。这项研究的合作者珍妮弗•休斯说:“黑猩猩们在进行精子战争,每个雄性都试图通过自己的基因留下后代。 ”他们的文章发表在〈自然〉杂志上。文章认为, 那些被忽视的、与生殖无关的黑猩猩染色体Y上的基因已经退化。
衰退的黑猩猩Y染色体揭示出了与人类相关的信息。怀特黑德研究所的科学家们认为,虽然人类的Y染色体起先也在失去基因,但在最近相当长的时间里却一直相对稳定。
他们认为人类的Y染色体之所以躲避过了黑猩猩Y染色体的噩运,在很大程度上是因为人类的一夫一妻制。人的精子不用面对黑猩猩所遭遇的竞争,所以人类的丫染色体没有太大的压力要去产生优秀的精子。
但并非所有的遗传学家都相信人类的Y染色体已停止了每况愈下的趋势。
坐落在堪培拉的澳大利亚国立大学的 珍妮·A·马歇尔•格雷夫斯就是一位,她仍然认为Y染色体的日子已经屈指可数。她说:“人类的Y染色体从3亿年前产生以来就一直在退化。”
2017年澳大利亚总理科学奖近日公布。La Trobe大学教授Jennifer Graves因在基因组学和表观遗传学研究所取得的成就而荣获此殊荣。

在过去50年的科研生涯里,Graves教授的工作重点是性别基因,而她的研究材料集中在了澳洲特有的动物:袋鼠,鸭嘴兽,鸸鹋和横纹长鬣蜥。
其实动物生男生女是一件很复杂的事儿。我们这里只以脊椎动物作为讨论对象。Graves教授2006年的一篇论文中
(https://doi.org/10.1016/j.cub.2006.08.021)总结了各种脊椎动物性别决定的方式:

除了咱们人类熟悉的X/Y系统,还有Z/W系统,另外还有多基因系统,温度(TSD)有时也决定后代的性别。比如全球变暖有可能导致海龟的后代绝大多数都为雌性
2002年,Graves教授在 Nature 上发表 Human spermatozoa: The future of sex(人类精子:性别的未来),提出“At the present rate of decay, the Y chromosome will self-destruct in around 10 million years.”-Y染色体在未来一千万年左右可能会消失。听起来当真有些惊悚,Y没了,那是不是男人也就消失了?稍后Graves教授更是调整了Y染色体消失的速度,认为可能5百万年就够了。这一预测的理论基础是Y chromosome degeneration-Y染色体退化论。科学家认为XY染色体同是从常染色体演变而来。最初它们应该是等长的,但是经过3亿年的进化演化,如今再比较XY(见下图):

Y和X相比,基因数从1438减少到45。依此计算:(1438-45)/300 =4.6 per million years。如果每一百万年消失4.6个基因,那么: 45/4.6 = 10 million years。这就是推测Y染色体一千万年内消失的由来。造成这一所谓退化的一个主要因素是Y染色体没有同源重组(见下图)。

来自美国MIT Howard Hughes Medical Institute的Jennifer F. Hughes 博士主持了对印度恒河猴、人类和黑猩猩Y染色体的基因序列的比较分析 (doi:10.1038/nature10843):

得出以下结论:
在过去2500万年的进化过程中,虽然Y染色体上的基因在不断减少,但人类和恒河猴都保留了相同数量的同源祖先基因,特别是在前四个strata阶段,人和猴子保留和丧失的祖先基因竟然没有差别(18个保留,6个丧失)。只是到了第五个stratum阶段,也就是人猴“分家”的500万年前,人类才比恒河猴多丧失了一个祖先基因。这种现象被称为 purifying selection,意思就是Y染色体上的基因虽然减少,但是保留了决定性别的关键基因。
这一研究结果证明Y染色体可能不会像之前所估计的持续衰退下去,只是更加“精简”了。看到此,男同胞们是不是长舒了一口气?
然而,Graves教授却坚持认为这些所谓被保留的关键基因依然有可能会在未来进化途中丧失。这一观点是有事实依据的。上面那篇Hughes 博士的文章中还研究了黑猩猩的Y染色体基因。虽然和恒河猴相比,黑猩猩和人类的亲缘关系更近,但是黑猩猩的Y染色体的减退变化却和人类颇不相同。在前四个strata阶段,黑猩猩比人类多缺失了5个基因,使两者的差异达到了21% (5/24)。这表明所谓关键基因可能并不一定真的那么关键,也是可以被“精简”掉的。
另一个证据来自于另一类哺乳动物:老鼠。



同样的现象还出现在日本。琉球群岛上生活着两种刺鼠也持有XO/XO的性染色体。

Table 1. 鼹形田鼠属和琉球刺鼠属


说了那么多,俺们男的到底还有希望没?笔者认为,即使Y染色体退化不可避免,性别的消失可能还没那么容易。你看上面提到的老鼠们,没有Y还不是一样有公有母地繁衍后代。从进化的历史过程看,无性生殖到有性生殖是进化发展的方向啊。当然人类未来进化趋向会受诸多因素影响,女性也总是处在一个优于男性生存的地位,因为男性还不能生孩子。。。。。。
有趣小知识
关于XY染色体的命名:之所以叫Y染色体其实并不是因为染色体的形状是个“Y”,就如X染色体并不是因为它形状像“X”,而是因为当初不确定X染色体能否被染色而被命名为“X element”-“不确定元素”。随后发现和X染色体可以配对并决定性别的染色体,于是就按着字母顺序(X后面是Y)命名为 “Y”。