人类的终极生殖方式:孤雌生殖?

2016-03-28 16:36 来源:丁香园 作者:张跃奇
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《史记·三皇本纪》记载:「太白皋庖羲氏,风姓,代燧人氏继天而王,母曰华胥,履大人迹于雷泽而生庖羲于成纪」,《竹书纪年》卷上记载:「黄帝,轩辕氏 ,母曰附宝 。见大电绕北斗枢星,光照郊野,感而孕,二十五月而生帝。」

伏羲和黄帝的出生都是带着浓重的神话色彩,而且类似的故事在古代历史中还有很多记载. 那么这种单性生殖的生殖方式有没有在人的身上真正出现过呢?在回答这个问题之前,我们先来了解一下整个生物界的情况。

单性生殖在自然界是普遍存在的一种生殖方式(目前的单性生殖指的是孤雌生殖)。在低等的原生动物、无脊椎动物和低等脊椎动物中孤雌生殖是很常见的一种生理现象。像蚜虫、竹节虫、蓟马,还有最为大家所熟知的蜜蜂就是孤雌生殖(只有蜂后能生殖),甚至科莫多龙(ZW 型染色体)也出现过孤雌生殖的现象。

那么,回到之前的问题,人有没有出现过孤雌生殖的现象?

有一部非常专业的医学剧,叫《豪斯医生》。在《豪斯医生》第五季 11 集中,House 曾遇到一位孤雌生殖的女性。

豪斯医生 孤雌生殖.jpg
图片来源:《豪斯医生》剧照

剧中 House 说:在不正常情况下,卵子的两个基因发生突变,在自发性钙峰刺激下,卵细胞自体受精,细胞分化信号出错,卵子未经精卵结合便开始分裂。关于这段故事的真实性我们暂且搁置,这里先说一下剧中提到的两个基因。

豪斯医生. 第五季 卵子分裂.jpg

在 2013 年 11 月的《Science》杂志上,一项研究结果指出,只要 Sry 和 Eif2s3y 这 2 个 Y 染色体基因还存在(Sry:在胎儿的性别决定中起着主要作用;Eif2s3y:促使小鼠的精子发生,使适合辅助生殖的单倍体生殖细胞得以形成),即使因 Y 染色体基因缺失而无法形成成熟的精子,不育的小鼠依然可以借助辅助生殖技术进行繁殖。


只有 2 个 Y 染色体基因的鼠宝宝(图片来源:Yasuhiro Yamauchi et al. (2013) Science)

在人类的 23 对染色体中,22 对常染色体的大小长度都比较接近,唯独一对性染色体(XY)存在较大差异。目前,研究者正在尝试去掉整条 Y 染色体,看看在这种情况下,能否利用辅助生殖技术培育小鼠后代。如果繁殖成功,将意味着人类也有可能实现孤雌生殖,Y 染色体将不再为繁殖所必需。

另有一些研究显示,1600 万年前,X 和 Y 染色体各有 1669 个基因,拥有共同的来源。而现在 Y 染色体只剩下 45 个有效基因、60 万个碱基对,长度仅为 X 染色体的 1/3。在短短 1600 万年的进化史上,Y 染色体丢失了 1624 个基因。

X染色体和Y染色体长度对比.jpg

X 染色体和 Y 染色体长度对比(图片来源:BBC)

在 2015 年 10 月 24 日的国际基因组大会上,澳大利亚拉筹伯大学(LA Trobe University)分子科学研究所的 Jennifer Graves 教授表示,Y 染色体 450 万年后可能彻底消失。依据是 Y 染色体每百万年减少 10 个基因。

现在,Y 染色体只有 45 个有效基因,决定性别的更是只有两个基因,照此推算的话,可能不用过 450 万年,地球上就没有男性这一人类物种了!

读到这里,各位男性同胞心里怕是别有一番滋味吧,原来男性在进化史上处于这么劣势的位置。

但是……

在四种决定性别(性染色体决定、染色体组决定、基因决定、环境决定)的方式中,人的性别是由性染色体决定的。有研究显示,在过去很长的一段时间里,Y 染色体相对稳定。自然选择保留了这些基因,很可能是因为这些基因需要与 X 染色体的等位基因配对才能发挥作用。所以,Y 染色体每百万年减少 10 个基因的依据可能并不准确。

因此,男性这一物种在人类进化史上还将存在一段时间,而且可能是很长一段时间。孤雌生殖也许会在未来出现吧~

除了孤雌生殖,或许将来会出现更加高效的生殖方式,比如一棵树上结满了婴儿的生物胞,成熟时即可落蒂成人,就像人参果。又或者不再有生殖这一概念,而是人衰老到一定程度时,体细胞开始出现退分化,退分化到某个阶段开始另外一个生命,就像凤凰涅槃……

编辑: 张跃奇

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