乐读文学

性别的历史

乐读文学 > 科普学习 > 性别的历史

纯种火鸡

书籍名:《性别的历史》    作者:Matt Ridley



动物通过分开两种性别,平息了细胞器的第一次叛变。但是这仅仅是一次暂时性的胜利。不久,细胞器基因就重新开始了它们的第二次反叛,这次它们准备杀死所有的雄性,只保留雌性。这看起来就像自杀行为,因为没有雄性的有性物种在一代之内就会全部灭绝,一切基因也随着玉石俱焚。但细胞器并没有为之烦扰,原因有以下两点。第一,细胞器可以把所有的物种变为单性生殖即不需要精子的母体生殖——事实上,这就等于完全消灭了性。第二,如同那些捕鲸者或者是捕鳕鱼的渔夫,也像公地的放牧人,即使从长远看这也是一种自杀行为,但他们依然会寻求短期的竞争优势。一个理智的捕鲸人不会放过最后一对可以延续后代的鲸鱼,他必须在其他捕鲸人之前杀死它们才能获利。细胞器也是如此,它们不会为了避免灭种而放弃杀掉最后一个雄性,反正已经面临灭种的命运,死亡只是迟早的事。

让我们看看瓢虫的生育过程。当雄性卵死后,雌性会吃掉它们,不过是享受一顿盛宴而已。迄今为止,研究发现在瓢虫、苍蝇、蝴蝶、黄蜂和甲虫等近30种生物中存在雄性杀手基因,它们都是在幼崽彼此竞争时出现的。那些雄性杀手基因并不存在于细胞器内,而是在昆虫细胞内的细菌里,这些细胞和细胞器一样,都被排除在精子之外。

在动物中,这种基因叫作“性别比例破坏者”。在至少12种被称为赤眼蜂的小型寄生型黄蜂中,一种细菌感染可以让所有雌性生出来的后代均呈雌性个体,甚至连未受精的卵也一样:这种蜂有一个特殊的性别决定系统可以使未受精卵子孵出雄性幼蜂,从而保证了它们得以延续后代,细菌也可以通过卵子细胞质进入下一代。因此,只要细菌存在,这种黄蜂祖祖辈辈就会保持孤雌繁殖的状态。当科学家用抗生素治疗黄蜂后,下一代又分出了雌雄两性,盘尼西林居然治愈了处女不育症。

20世纪50年代,马里兰州农业研究中心的科学家们发现,一些没有受精的火鸡蛋居然开始发育。虽然他们竭尽全力,但这些火鸡蛋很少发育超过正常的胚胎阶段。但是这期间,科学家却发现,以活病毒接种对抗家禽水痘的疫苗,可以使这种未受精火鸡蛋的比例从1%~2%增加到至3%~16%。然后经过选种,并利用三种病毒,他们成功制造了名为波佐·格雷(Pozo  Gray)火鸡的变种,这种火鸡所生的蛋几乎有一半不必受精就能开始发育。

如果火鸡可以,那么人类为什么不可以呢?劳伦斯·赫斯特潜心研究人体内可以改变性别的寄生物。1946年,法国一本不知名的科学周刊登出一则令人震惊的故事:一个女人引起了南溪地区一位医生的关注。当时她正怀着第二胎,她的第一个女儿在婴儿时期夭折,当她得知她的第二胎还是女儿时,并不感到丝毫惊讶。对此,她解释说,她的家族中从没有生育过男孩。

她的故事是这样的:她是母亲的第9个女儿,而母亲是外祖母的第6个女儿。她的母亲没有兄弟,她也是如此。她的8个姐姐生育了37个女儿,没有儿子。她的5个阿姨生育了18个女儿,也没有儿子。她的家族在两代中没有生育一个男孩,总计生下了72个女孩。

这种事情偶然发生是很有可能的,但它发生的概率微乎其微。调查这个事情的两名科学家,R.林哈特(R.Lienhart)和H.维尔莫兰(H.Vermelin)也都排除了有选择性打掉男孩的可能。这个家族的女人无一例外都有着较强的生育能力,其中一个生养了12个女儿,有两个育有9个女儿,还有一个有8个女儿。科学家们推测她们的家族中可能有某种细胞质基因,不论性染色体如何,都可以使每个胚胎变成女性。(顺便说一句,这个案例并没有处女生育的证据,因为这位女士的大姐是修女,没有生育。)

这个案例极大地激发了人们的兴趣。她的女儿和侄女们是否也只生下女孩?堂姐妹呢?南溪地区是否还有同样的家庭,即将改变两地的性别比例?医生给出的解释正确吗?如果正确,那么是什么基因呢?那种所谓的基因究竟在哪里?是在寄生物或者细胞器上吗?它是如何运作的?人们无从得知。



旅鼠的字母角逐游戏


除了南溪地区少数女性外,一般人类的性别是由他们的性染色体决定的。女性受孕前,有两种精子追逐卵子,分别携带X和Y染色体,那个先追上卵子的精子上的染色体决定了婴孩最后的性别。哺乳动物、鸟类、大部分动物和很多植物都是通过性染色体决定性别的。一个X和一个Y染色体则为雄性,两个X染色体为雌性。

制造性染色体、成功抑制叛逆细胞质基因,却并没有真正达到让基因社会和谐的终极目标,因为性染色体对后代的性别感兴趣。人类控制性别的基因是Y染色体,但携带X染色体和Y染色体的精子各占一半。如果想生女儿,男性必须以带X染色体的精子使女方受孕,这时女儿就得不到Y基因。从Y染色体的角度来看,女儿似乎与父亲无关。因此,一个Y染色体若能杀死所有携带X染色体的精子,让自己独领风骚,必能繁殖兴旺。对于造成所有的后代都是男性、并终将导致灭种危机的结局,缺乏远见的Y染色体基因却毫不在意。

哈密顿在1967年第一次提出这种“Y驱动”的现象。他预估出这种力量的危险性,很可能造成突如其来的灭种。他开始好奇是什么样的原因阻止了灭种情况的发生。一种解决办法是钳制Y染色组,除了性别的决定作用外,剥夺它的其他权利。事实上,在大多数情况下,Y染色体组是遭受软禁的,绝大多数都静寂无声。很多物种中,性别不是由Y染色体决定的,而是由X染色体组和一般的染色体组的数目比例决定的。比如鸟类中,一个X染色体不足以让小鸟雄性化,而两个X染色体就可以最终使它成为雄性,多数鸟类中的Y染色体组逐渐退化萎缩。

此时,红色皇后的理论正在发挥作用。大自然缺乏一个公平、合理的方法来确定性别,它不得不面对一系列无穷无尽的反叛事件。而压制一个反叛就会引发另外一个反叛的出现。所以用考斯米德和图比的话说,性别决定的过程就是一个充满毫无意义的复杂性、不确定性脱序并且浪费的机制。

如果Y染色体具有冲力,那X染色体也有。肥硕的极地旅鼠以定期集体从高高的悬崖上纵身跳下的卡通形象闻名,而在生物界它们是以数量突然暴增及食物不足时数目又暴减而出名。不过它引起人们的注意还有另外一个原因,它还有另外一个决定性别的奇特方式,它有三种性染色体:W,X和Y。XY是雄性;XX,WX和WY均为雌性。YY则是一种不能存活的组合方式。具有冲力的X染色体突变为W,超越Y染色体确定雄性的功能,结果雌性泛滥。这样一来,稀少的雄性会迅速获得某种优势,从而进化出某种能力来生产更多携带Y染色体的精子,但是雄性却没有这么做。为什么呢?最开始,生物学家认为它与物种的数量爆炸有关,数量暴增时,多生雌鼠应该是个好办法。然而近年来他们发现情况未必如此,保持雌性数量偏多是为了遗传的原因而并非生态原因。

只生产Y染色体精子的雄性可以和拥有XX染色体的雌性交配,所生下的全部都是雄性(XY)的后代;或者和拥有WX染色体的雌性结合,生下的后代会是一半雌性一半雄性;抑或与拥有WY染色体的雌性结合。最后一种情况,只能获得WY的雌鼠,因为YY染色体的雄鼠是存活不下来的。所以结果是如果他与各种雌性交配,雄鼠和雌鼠的数目比例会是1∶1,然而所有的雌鼠都是WY染色体,WY只能生育雌鼠。综上所述,只让精子生产Y染色体的行为,不能使性别比例平衡而只会导致雌性过多的结果。就旅鼠来说,即使另一种性染色体的出现也没有阻止反叛的染色体变更性别比例。