與許多動物不同,人類嬰兒的性別比為 1:1。但是為什么?
我們知道男孩和女孩的產(chǎn)生頻率大致相同。但是,如何以及為什么實現(xiàn)這種 1:1 的比例呢?
一個新論文在龐大的人類數(shù)據(jù)集中搜索使 1:1 性別比失衡的基因變異,并測試性別比的生物學和理論規(guī)則。
是什么產(chǎn)生了 1:1 的性別比?
早期的科學家認為上帝的旨意確保了“每個雄性都應該有其雌性”。
當然,我們現(xiàn)在知道性染色體是性別的真正決定因素.女性有兩條 X 染色體;雄性有一個 X 和一個雄性特異性 Y。
Y 攜帶一個稱為 SRY 的男性決定基因,該基因啟動細胞脊分化為睪丸。胚胎睪丸產(chǎn)生雄性激素,引導胚胎發(fā)育為男孩。如果沒有 SRY,則會激活形成卵巢的替代途徑,胚胎發(fā)育成女孩。
1:1 的比例是 X 和 Y 染色體在精子和卵子中的分布方式的結(jié)果。我們的細胞都有兩組構(gòu)成我們基因組的染色體,每組來自父母。
一種特殊類型的細胞分裂使精子和卵子只有一組染色體,因此受精卵再次有兩組(一組來自精子,另一組來自卵子)。
因此,精子都得到每條染色體的單個副本——并且只有一條性染色體,要么是 X 要么是 Y。XX 女性用一組染色體制造卵子,所有這些染色體都帶有 X。
當精子使卵子受精時,精子攜帶的性染色體決定了嬰兒的性別。從母親那里獲得一個 X 和從父親那里獲得另一個 X 的胚胎注定是 XX 女孩,而接受攜帶 Y 的精子的胚胎將發(fā)育為 XY 男孩。
因此,精子中 1:1 的 XY 比例應該產(chǎn)生 XX 女孩和 XY 男孩的 1:1 比例。
性別比變化
但是在動物王國中,1:1 的比例有很多例外。有些基因突變會破壞 X 和 Y 的有序分離,或者優(yōu)先殺死雄性或雌性胚胎。
為什么性別比例無論如何都應該卡在 1:1 呢?畢竟,少數(shù)雄性可以使許多雌性的卵受精。
事實上,對于許多動物來說,性別比例不平等是常態(tài)。例如,老鼠大小的有袋動物Antechinus stuartii 斯圖爾特僅產(chǎn)生 32% 的雄性,即使在出生時進行評估(所以并不是說男嬰死亡更頻繁)。
許多鳥類的性別比例遠非 1:1,有些表現(xiàn)出非常具體的適應能力,具有生態(tài)意義。例如,第二個孵化的笑翠鳥雛鳥,面臨較低的生存機會,是通常為女性,最有可能存活的性別。
還有非標準性染色體系統(tǒng)。例如,極地哺乳動物和奇怪的嚙齒動物以突變的 X 染色體壓制 SRY 形成可生育的 XY 雌性的系統(tǒng)而聞名,或者 SRY 的突變版本不起作用。
在這些物種中,雌性占主導地位,這對于必須在短暫的夏天完成所有繁殖的哺乳動物來說是有道理的。
昆蟲占據(jù)了蛋糕。一個極端的情況是一種產(chǎn)生 15 只雌性比 1 只雄性的螨蟲。在許多果蠅物種中,95% 的精子攜帶 X 染色體,所以后代主要是雌性。
為什么人類的性別比是 1:1?費舍爾原則
那么,如果性別比例如此具有可塑性,為什么人類(和大多數(shù)哺乳動物)要追求 1:1 的比例呢?偉大的英國統(tǒng)計學家羅納德·費舍爾 (Ronald Fisher) 提出:比率是自我修正的并且將趨向于 1:1,除非有進化力量選擇扭曲。
論點很簡單。鑒于每個嬰兒都必須有母親和父親,如果一種性別有缺陷,稀有性別的父母將比更常見性別的父母擁有更多的孫子孫女。
例如,如果男性是比較稀有的性別,那么偶然生下兒子多于女兒的父母會比生出女兒多的父母留下更多的孫子孫女。因此,產(chǎn)生兒子的基因?qū)⒌玫教嵘?,直到達到胎次。
那么,我們是否看到人類兒子與女兒的家庭性別比與 1:1 的可衡量和可遺傳的偏差?費舍爾原理呢——是否有任何證據(jù)表明強大的進化效應將人類人口性別比限制在 1:1?
在本周發(fā)布的新研究密歇根大學的研究人員 Siliang Song 和 Jianzhi Zhang 對來自英國的大量人類數(shù)據(jù)集進行了詳盡的檢查,發(fā)現(xiàn)答案是否定的。
他們確實確定了兩個影響性別比的基因變異,但這些變異似乎沒有通過家庭傳遞。
那么,為什么人類要遵守 1:1 規(guī)則呢?這只是統(tǒng)計上的假象,因為任何一個家庭的孩子都相對較少,以至于即使 1:1 的比例相差很大,也會在許多家庭中被抵消?
一些家庭的基因變異可以產(chǎn)生比女兒多的兒子,但其他家庭產(chǎn)生的女兒多于兒子。Song 和 Zhang 的分析表明,這種高度可變性是證明任何系統(tǒng)性偏倚的問題的一部分。
另一種可能性是人類面臨特殊的進化限制。也許人類一夫一妻制的傾向給人類帶來了額外的進化壓力,要求他們以一種不適用于其他動物物種的方式遵守費舍爾原則。
無論答案如何,Song 和 Zhang 的這篇論文提出了許多有趣的問題,并將成為進一步研究人類性別比例平等這一長期而迷人的問題的刺激。
珍妮·格雷夫斯,杰出遺傳學教授和副校長研究員,拉籌伯大學和亞瑟·喬治,保護與生態(tài)遺傳學中心杰出教授,堪培拉大學
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