科学家预判Y染色体可能消失

郝世琦

“留给男性的时间不多了——460万年后，Y染色体可能会完全消失。”这句话说出来是认真的吗？这里面的所谓的“逻辑”是：决定人类性别的关键，在于Y染色体。如果它消失了，岂不是意味着“男性”这个性别也不复存在？这说得通吗？如果真有那么一刻，人类会进化还是毁灭？

正在消失的Y染色体

我们知道，每一个健康人体内，都会有46条染色体。这些染色体两两配对，总共可以组成23对。其中的22对都属于常染色体，不论男女都有。最后1对，则被称为性染色体，是决定男女性别的关键：XX表示女性，XY则表示男性。

有关Y染色体“消亡”的论断，近10年来其实一直没停过。这个推论，最早起源于2002年澳大利亚乐卓博大学（La Trobe University）分子科学研究所一篇發表在《自然》（Nature）的文章。文章中说，研究团队发现，目前人类Y染色体的长度，只有X染色体的1/3。但早期地球雄性生物的Y染色体长度是和X染色体相同的。于是，就有了“Y染色体长度正在逐渐变短，可能在未来完全消失”的推论。

当然，其他研究也为这个推论提供了一些佐证。比如，有研究团队对比了人类X、Y染色体所携带的基因数量。结果发现，和Y染色体诞生之初所携带的1438个基因相比，现在的Y染色体携带的基因，只剩下45个，平均每100万年流失5～10个。而X染色体所携带的基因数量仍然保持在900～1200个。之所以会这样，主要是因为人体的生殖细胞遵循的是“减数分裂”原则。在这个分裂过程中，DNA会进行一次复制，细胞则会连续分裂两次。不过，DNA的复制可不是1∶1还原，每复制一次，都可能存在微小的误差。

对于拥有两条X染色体的女性来说，这种误差不算什么。毕竟，如果其中一条X染色体出现偏差，还能通过复制另外一条X染色体进行修正。可男性看起来就没这么幸运了。仅此一条的Y染色体，如果在复制过程中出现偏差，也没有“备份”可参考。今天“丢”一个，明天“丢”一个，日复一日，Y染色体自然就越来越短，其所携带的基因数量自然也越来越少。于是，这就成了那条推论的“依据”。

Y染色体真的会消失吗

如果科学家的预测成真，Y染色体在未来的某天消失了，那“男性”这个性别，岂不是也不复存在？别急，Y染色体到底会不会消失，其实还没有定论。

2020年，《公共科学图书馆·遗传学》（PLoS Genetics）期刊就发表过一项来自丹麦的研究。研究团队对来自62位男性的部分Y染色体进行测序后发现，他们的Y染色体有一种大尺度结构重排的倾向，而这种倾向可能引起“基因扩增”，从而使那些能够提高健康精子功能并减缓基因损失的基因得到大量复制。并且，他们还发现，Y染色体已经发展出了一种类似“回文序列”的结构。它可以保护Y染色体免于更进一步的退化，在DNA复制过程中，帮助损坏基因进行修复。

直白点说：Y染色体在自救。另外，自然界其实也不乏Y染色体消失仍分雌雄的动物，比如，奄美刺鼠。Y染色体之所以能决定性别，是因为它携带的Sry基因可以触发睾丸的发育。但奄美刺鼠的Y染色体早已消失，更不存在Sry基因之说，怎么还能发育出睾丸呢？

11月28日，日本北海道大学的研究成果表明，奄美刺鼠之所以仍分雌雄，是因为它们进化出了一种独立于Y染色体的新的性别决定机制。

研究团队共收集了3只雄性和3只雌性的奄美刺鼠组织样本，并为每只个体生成基因组序列，随后对这些数据进行了分析。结果发现，奄美刺鼠的染色体中，存在一段本该仅存在于雄性个体的DNA重复序列。并且，这段重复序列并不在性染色体上，而是位于3号常染色体Sox9基因序列的上游。它能在缺少Sry基因的情况下，促进Sox9基因表达，诱导睾丸发育。

也就是说，在Y染色体消失后，奄美刺鼠的性别决定机制自动转移到了3号常染色体上。这也是哺乳动物性别决定机制易位的首个例子。

按照此前科学家的预测，人类Y染色体消失的时间是460万年。如果人类Y染色体自救失败，到那时，我们会怎样？但愿这漫长的时间，足够我们像其他生物那样进化出新的性别决定机制，或用更先进的生物技术，来抵御生命演化所带来的性别危机。

（文章转载自“我是科学人”微信公众平台。责编：杨思玄）