科學也可以如此靠近

男女爭鬥從染色體開始

9月
30
2018

2018年9月30日03時 今日科學 大科技雜誌社

大科技雜誌社

不般配的兩條性染色體

現在的女孩子找對象似乎特別忌諱男方比自己長得矮,所以在大街上假使遇見一位身材高挑、氣質優雅的漂亮女士與一位身材比她矮了一截、長相也難看的男士手挽手走在一起,就會顯得特別「扎眼」。

假如把人類的性染色體X比作女士,Y比作男士,把兩者放一起,那倒真是一個「潘金蓮」挽著「武大郎」的「扎眼」例子。因為論「個子」,Y染色體的長度差不多只有X染色體的一半;論「靈氣」,Y染色體幾乎沒有活性,上面堆滿了大量沒有用處的「垃圾」——塞滿垃圾你總不能認為它很有靈氣吧。

但正是這長相上如此懸殊的一對染色體,決定了每個人最重要、最基本的特徵——性別。假如某人身上擁有一對XX染色體,那這個人就是女性;擁有一對XY染色體,這個人就是男性。這也就是說,每個人都有X染色體,但只有男人才有Y染色體。這條Y染色體像古時候的某些絕技一樣,是「傳男不傳女」的。不過這個「禮物」可不是個好東東,倒有點像潘多拉之盒,有了它各種麻煩事便也跟著來了:首先是使這個人小時候不講衛生,整天在地上亂滾,還喜歡跟人打架;其次,長大了又讓他愛吹牛,說髒話……總之,這一切都是那條矮小呆笨的Y染色體惹來的麻煩。

Y染色體既然決定了男性的性別,自然它上面分布的大多數是能導致一個人擁有男性特徵的基因。近年來科學家發現,Y染色體上的男性基因一直在不斷地丟失,而X染色體上的基因卻極少丟失。照這樣下去,500萬年以後男性恐怕就要滅絕了。

自私的基因相互攻擊

Y染色體長得矮小呆笨且不說,為什麼還要持續矮小呆笨下去呢?進化生物學家解釋,這是Y染色體受到X染色體攻擊所致。自有性別以來,X和Y染色體之間的戰爭就沒有停止過。

為什麼會有這場戰爭?硝煙起於何處?說來話長。讓我們先來了解關於進化的一個叫「自私的基因」的著名觀點。這個觀點認為,進化的基本單位既不是群體,也不是個體,而是基因。個體只是被基因操縱的繁殖機器,其目的是為了讓它身上的基因更多地保存和複製自己。

基因是自私的,它可不懂得「顧全大局」那一套。它在進化的時候只關心對自己是否有利,全然不顧是否對整體有利。這就必然會導致一種可能的後果:一個基因進化出對自己有利的突變,但這個突變對於另一個基因卻是有害的。遇到這種情況,我們就說這個基因在攻擊別的基因。

再回過頭來看性染色體。我們知道,一個物種在歷史上雌雄的比例基本上保持1:1的平衡關係。但雌性擁有兩條X染色體,雄性擁有一條X一條Y染色體,從整個物種染色體數量來看,X與Y之比卻是3:1。任何一條X染色體都可能在無視Y染色體利益的情況下進化出可能傷害Y染色體的基因,因此X染色體攻擊Y染色體的可能性是Y染色體攻擊X染色體的3倍。「敵眾我寡」的結果是Y染色體不得不扔掉或者「關閉」儘可能多的基因(有用的基因都能指導合成蛋白質,假如一個基因沒法指導合成蛋白質,我們就說這個基因關閉了,變成了「垃圾基因」),以躲避X染色體的攻擊。由此一來,Y染色體在變成「矮冬瓜」的路上就越走越遠了。

所以,Y染色體長成「矮冬瓜」不是偶然的,假如它會說話,一定會哭訴道:「不是我不想長大,是我家那個太厲害!」

基因被性染色體綁架

打個比方說,X和Y染色體之間的大戰就好比當年各路軍閥之間不顧及整個國家、民族的利益的混戰一樣。讓我們不妨來看一看這場染色體混戰有時候會胡鬧到什麼程度。

我們在中學學生物的時候就知道,像色盲、血友病這類疾病一般在男性身上比較常見。因為這類疾病的基因位於X染色體上,而且是一種隱性性狀。這些致病基因是否對X染色體有利目前並不十分清楚,但對Y染色體肯定是有害的。因為對於女性來說,即使一條X染色體上出現這種疾病基因,但只要另一條X染色體上的基因是顯性的,那還是可以避免得這種病。而這些致病基因一旦出現在男性的X染色體上就沒有補救了,因為正像一位生物學家所作的比喻,男人的X染色體是在沒有副駕駛的情況下獨自飛行的,所以男人發生「墜機」的風險也大。而我們知道,男性是Y染色體唯一的攜帶者,男性遭殃,自然他的Y染色體也跟著遭殃。

這就是X染色體用以攻擊Y染色體的一個例子。這是一種間接的攻擊方式:男性的X染色體出毛病之後,增加了男性死亡的風險,男性一死,他身上哪怕健康的Y染色體也活不成了。這就好比有的人明知自己活不成,也讓人陪他一起死一樣。

這種對抗升級之後有時會把性別都顛倒過來。讓我們來看這樣一個例子。

新近發現有一種基因叫DAX,是在X染色體上的,正常的人一條X染色體上只有一份DAX。但也有極少數的人雖然基因型是XY,按理說應該是男性,可他們的X染色體上卻擁有雙份的DAX基因,結果發育成了正常的女性。科學家認為,這是X染色體上DAX基因與Y染色體上一種讓男性成為男性的SRY基因對抗的結果。對於正常的男性,一份SRY會打敗一份DAX,因而他們顯男性;但對於這些人,

他(或她)們身上的兩份DAX卻打敗一份SRY了,由此一來把整個人的性別都顛倒了過來。

不顧亡種的自私基因

X、Y染色體大戰還有更極端的例子。民國時軍閥混戰的時候,甚至有人提出「寧贈友邦,毋予家奴」,就是說,寧可亡國亡種,也不能讓對手占便宜。X、Y染色體的混戰甚至也會荒唐到這種程度,寧可絕種,也要把對手趕盡殺絕。這也是基因自私的絕好例證。

有一種蝴蝶,當生物學家發現的時候,已經快瀕臨滅絕了。因為這種蝴蝶97%是雌性。為什麼會出現這種情況呢?

讓我們來設想這樣一種可能:假設有一個基因在X染色體上出現,它非常狠毒,能殺死攜帶Y染色體的精子(當然不是說它直接下手,而是說它控制合成的蛋白質對攜帶Y染色體的精子有毒),而對攜帶X染色體的精子則毫無影響。這樣一來,一個擁有這個基因的男性就只能有女兒,不可能有兒子了。因為對於正常的男性來說,在交配時會提供等量的攜帶Y染色體和攜帶X染色體的精子,但現在的這名男性,很不幸他身上那些攜帶Y染色體的精子在未受精之前都被攜帶X染色體的精子殺死了,如此一來,他就只能提供攜帶X染色體的精子了。這個屠殺男性的基因雖然妨礙他擁有男性的子嗣,但一點不妨害他生了一個「招娣」之後再生一個「招娣」,以至無窮,所有的子嗣都是女性。而這個基因又隨著他的這一群女兒們傳播出去,她們所生的也將全部是女兒。於是到最後,整個物種里男性就變得非常稀缺,幾乎成了清一色的「女兒國」了,而這個時候離滅種也不遠了。

我們是在做一場推理遊戲嗎?不。在這種蝴蝶身上正是發生了這樣荒唐的事情。

事情也有好的一面

現在你該明白了吧,我們過去認為人分男女是天經地義的事情,而事實上世界上根本沒有什麼天經地義的事情,甚至連性別都要通過X、Y染色體之間的鬥爭才能產生。這種鬥爭當然是你我感覺不到的,我們所擁有的只是這場鬥爭的結果。

像這樣的基因群(Y染色體上的所有基因就組成了一個基因群,上面聚積了對男性有好處的基因)之間的衝突,並不單在「性」方面才有。其實每個人身上都有很多基因群在彼此爭鬥著,包括男性和女性,遠祖和近祖,而我們所謂的「我」不過是一個各種基因群「矛盾的統一體」而已。

前面提到的一些極端例子,已經讓我們看到了這些鬥爭帶來的可怕後果。但你可不要由此以偏概全,以為這是要不得的。事實上基因大戰給我們帶來的好處遠大於壞處,因為它們推動了物種的進化。

現在假設在一個人身上有一個基因群能夠讓人更容易說謊(生物學家的確發現有一大批基因可以間接影響一個人是否誠實),這個基因群也許會靠著把它的主人變成一個成功的詐騙犯而更好地繁殖自己。再假設,也許在另一個人身上有另一群基因,它們使其主人更容易識別謊話,這個基因為了更好地繁殖自己,就得使得它的擁有者避免上那些騙子的當(這段話聽起來很玄,什麼「基因更好地繁殖自己」翻譯成大白話其實就是「讓自己活下去,老婆孩子有飯吃」)。這兩個基因群相互對抗著進化,魔高一尺,道高一丈,詐騙的能力提高,反詐騙的能力也跟著提高。每個基因群反過來都促進了與它對立的基因群的進化。而人類在過去600萬年里智力的持續進化,也許就是被這種鬥爭所推動的。

沒有這種推動,你我也不可能今天在這裡談基因大戰了,借用美國一位生物學家的話說,就是:「我們稱作智力的現象,也許只是基因群之間衝突的副產品。」


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