上中學的時候,生物老師告訴我,人類有23對染色體,其中22對為男女共有,稱為常染色體。剩下的1對則男女不同,稱為性染色體,決定了男女的性別差異和身體構造不同。
那時,我就對這一對特立獨行的性染色體深感興趣,原來男女不同不只是樣子、性情不一樣,還是深入骨髓、刻在基因里面,天生注定的東西。就是這一對與眾不同的染色體,讓男人和女人從受精卵誕生的那一刻開始就注定截然不同。
隨著后來對遺傳學了解更多,我才得知原來更多藏在這對染色體里面的故事。原來X與Y這對染色體,居然也和女人、男人一樣,個性分明,彼此之間還有著相愛相殺的故事。更讓我萬萬沒想到的是,X染色體竟然曾差點被Y染色體給滅絕了!
這究竟是怎么回事?一切要從一則科學發現說起。
不斷萎縮的Y染色體
人的性別是由性染色體決定的:男人的性染色體是XY,女人的性染色體是XX。換句話說,Y染色是決定雄性的基因,如果Y染色體消失,那么男人也將滅絕。
然而,最近遺傳學家注意到,關乎雄性生死存亡的Y染色體正在逐漸萎縮:從一開始的Y染色體與X染色體一樣大小,到現在只有X染色體的三分之一。從原本與 X染色體一樣擁有2000到3000個基因,到如今只剩下20到30個基因。Y染色體已然成了人類染色體家族中最小的一員,基因數最少的一個。
更要命的是,Y染色體沒有“同伴”。女性的兩條X染色體可以組成CP,互補配對,要是不小心基因突變、基因丟失了還可以從另外一條姐妹染色體那里拿到“備份”,自我修復,使自己的基因庫得到了有效保存。而Y染色體就很尷尬了,它包含的基因和X染色體不太一樣,一旦基因不幸丟失,根本得不到修補。結果隨著時間的流逝,在沒有備份可以彌補的情況下,可憐的Y染色體失掉了越來越多的基因,變得越來越萎縮。
Y染色體既“細弱”,又不斷丟失基因,怎么看都是難逃最終消亡的命運。這使得生物學家們憂心忡忡,為了解開Y染色體不斷萎縮的謎團,以及避免可能出現的男人滅絕的可怕狀況,科學家開始尋找Y染色體遭遇這種境況的原因和拯救辦法。
然而研究結果讓所有人大跌眼鏡:萬萬沒想到,使Y染色體淪落到這般境地的“幕后黑手”居然是X染色體!呈現在研究者面前的事實,就仿佛一出妻子和丈夫相愛相殺的悲情倫理劇。
“罪魁禍首”X染色體
原來,導致Y染色體不斷縮減的罪魁禍首,居然是X染色體。
X與Y雖然結成了對子,但是最萌身高差的恩愛并沒有在它倆之間上演,雙方反而成了一對互不相讓、龍爭虎斗的冤家對頭。在漫長的進化中,X和Y演化出了兩套完全不同的基因,X染色體選擇保留利于凸顯雌性特征的基因,而Y基因則選擇保留有利于凸顯雄性特征的基因。于是它們倆的差異越來越大:一個像是南方溫潤的水鄉,另一個像是北方干渴的沙漠,一個性子冷漠,一個性子火爆。
不僅如此,X與Y對彼此的做法簡直是“非我族類,其心必異”,開始了轟轟烈烈的死逼大戰。Y染色體上對雄性有好處的基因對雌性卻常有壞處;反之,X染色體上對雌性有利的基因總是和Y染色體上的雄性基因犯沖,于是雙方基因開始了轟轟烈烈的對抗,勢要將另一方趕跑或消滅。比如,X染色體上有一個DAX基因,Y染色體上有一個SRY基因(男性性器官發育及精子生成的重要開關基因),兩者就是一對仇深苦大的對手。正常男性細胞中含有一份DAX基因和一份SRY基因,雙方正好勢均力敵,故能相安無事,DAX基因會默許SRY基因表達出男性特征。但是在遺傳異常的、X染色體上有兩份DAX基因的男性身上,DAX基因就會攻打SRY基因,二對一輕松將SRY基因KO,男性特征得不到表達,這樣的人雖說基因上屬于男性(XY),但會長成女人的樣子。
有時候,X與Y之間的斗爭甚至到了你死我活的地步。女性有兩條X染色體,男性有一條X一條Y,所以,在雙方的遺傳物質中,X的數量是Y的三倍。這活生生是三個女人在一桌麻將上吊打一個男人的節奏,可憐的Y要獨自面對三條X的圍攻,且按“基因章程”辦事X染色體可不會手軟:Y染色體上的所有基因都可能受到層出不窮的X基因的攻擊,其結果是Y不得不丟掉或關閉這些基因。這就是Y染色體越來越短,基因“錢包”越來越干癟的原因!
X染色體:寶寶心里苦
雖然Y小哥的遭遇值得同情,但是我們不能就因此責怪X妹子,她也是身不由己。
我們知道,組成人體的60萬億個細胞中,每一個細胞都含有23對染色體——它們分別來自你的父母,父親提供了23條,母親提供了23條。它們兩兩配對,平時安靜地待在你的細胞核里面,哪兒也不去。
當然,生孩子的時候例外。
生孩子這件事,簡單地說就是男人提供一個精細胞,女人提供一個卵細胞,精卵結合變成了一個新生命。但是前面說了,人類細胞有23對染色體(也就是46條),但是生孩子的時候需要男女各提供23條,這要怎么搞?沒辦法,人體只好產生一批特殊的細胞,即生殖細胞,相當于把正常細胞的染色體平分了。于是,性染色體是XY型的男人,就產生了2種精細胞:含X的,含Y的。而性染色體是XX型的女人產生的卵細胞只含有X染色體。精卵結合的結果,自然也就是X+Y或X+X,于是新生命的性別就從精子和卵子結合那一刻決定了。
這樣一來,生男生女的概率都是二分之一,確保了人類中男女數量比例的均衡。從遺傳學這個角度來說,上天是鼓勵一夫一妻制的。
在受精卵形成的過程中,來自父親的23條染色體和來自母親的23條染色體會重新兩兩配對,讓自己變回“正常細胞”的模樣。可是這時候問題就來了:其他22對染色體大小外貌都是一樣,配齊起來自然門當戶對,輕輕松松,可面對身高顏值跟自己差了十萬八千里的Y小哥咱X妹子就不干了——為什么這貨那么短小?!我們哪里般配了?!
前面說過,X與Y的差距,那是女方一米七,男方一米二的差距。
這CP一組,咱X妹子就很不愉快了:其他22對染色體配對,都是身高大小一致,基因數量相當,你中有我,我中有你,誰也不吃虧;而到了X和Y染色體這里,畫風立馬變了——為了和小子個Y配對,X染色體不得不卑躬屈膝,吃力地把自己彎成一個圓環。而且配對后,只能跟Y交換4、5個基因(太窮酸了!),感覺像是投資了幾百萬賺了幾毛錢一樣悲涼。X和Y“結婚”后,Y還是身高不到一米、只有二三十個基因的矮窮矬。
更氣人的是,咱兩沒什么共同點就算了,你還不給老娘做主!Y的存在,使得X染色體被迫“放棄”自己攜帶的雌性基因,以免和Y的雄性基因沖突。X妹子這么一個才華橫溢的女神,就那么被Y屌絲困在深宅之中,一身才華不得施展。
你說,咱X染色體妹子能沒有意見嗎?
再說了,基因世界的規則是“求同排異”,Y小哥的基因和X妹子的基因不一樣,自然會收到X基因的排斥和攻擊,這就跟英國球迷進了俄羅斯球迷的觀眾席一樣,那肯定是要被啪啪啪打臉的。
Y染色體的自保法門
那么,為什么被X染色體各種嫌棄、花式虐狗的Y染色體至今還幸存呢?
其中一個關鍵原因,就是Y染色體有著極其強悍(或者說無賴 -_-!)的一面。雖然在與X染色體的對抗中屢屢處于下風,但Y始終不屈不撓、死纏爛打留在X染色體身邊。
原來,Y染色體雖然是人類染色體中DNA最短的一位,但卻有著和其他染色體都不同的特殊DNA構造。在人類基因組測序計劃初期,科學家們發現,Y染色體的DNA中含有大量的重復基因和沒有任何生理功能的惰性基因,要想從中鑒定出某個有意義的基因,實在是一件叫人發瘋的事情。一位致力于Y染色體研究的科學家形象地說,分析Y染色體上的基因,就像走一個由鏡子搭起來的迷宮,到處都是相同的鏡像,你甚至分不清天花板和地面。
直到2003年,科學家才搞清,Y染色體上大量的“鏡像”基因,實際上是一種特殊的自我保護機制。正是這些“鏡像”基因,保證了弱小的Y染色體不再退化。小小的Y染色體可以從中間彎起來,讓自身的“鏡像”基因配對并發生重組互換,如果其中某個基因不幸突變,它就可以從它對應的“鏡像”獲取備份,得以修復。
給Y染色體點個贊!在革命條件艱苦、缺少好機油的情況下,Y小哥竟然以“自力更生”的方式,解決了生死攸關的難題,可歌可泣。
X與Y的妥協
雖然Y染色體有著自保的絕技,但X基因與Y基因的對抗,仍然是一間十分危險的事情。長久不絕的基因戰爭必定會對人體,甚至人類種族的生存造成巨大傷害。如果所有X染色體上的基因都想殺死Y染色體上的基因,那么人類將不再有男子。沒有了男人,女人也會消失,最終,X染色體也失去了繁衍的機會。所以X與Y之間,幾億年前就開始的曠日持久的戰爭到了后來漸漸平息下來,演變成一個非常理智而微妙的游戲——這就是被科學家發現的,稱為“有選擇地清掃”的游戲規則。
在經過漫長的基因戰爭,在Y染色體基本“臣服”之后,我們的X女王大人也許是意識到再像之前那樣打仗,地球將變成女兒國,于是決定對Y染色體換一種處置策略:時不時地清掃一下Y染色體上那些與自己雷同的基因,而譬如SRY這種控制男性化的特殊基因,X染色體不會去打擾。(但異常時,X染色體偶爾也會露出其霸道女王的屬性,要對SRY基因攻擊一番,譬如上文提到的X染色體上含有兩份DAX基因的情況)。多虧X染色體改變了態度,X與Y之間的基因戰爭才終于結束,Y染色體上面的男性基因得以保存。男人也由此僥幸逃過了被女人滅絕的命運。
當然,這其中我們也要對為了世界和平做出重大犧牲的Y染色體表示崇高敬意。感謝Y小哥,感謝X女王。也正因為有了Y小哥的妥協,有了X女王的容忍,我們人類才終究沒有因男女比例失衡而滅亡。
作者總結:謝老婆大人不殺之恩!