Y染色体最终会消失吗?



Y染色体最终会消失吗?

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我们都知道XY染色体是的性染色体 , 决定动物的性别 。 雌性动物有两条 X 染色体 , 而雄性动物有一个 X 和一个 Y染色体 , 这是大多数哺乳动物使用的性别决定系统 。 而鸟类、鳞翅目昆虫、某些两栖类及爬行类动物则是不同的性别决定系统——ZW性别决定系统 , 通常卵子是否受精 , 以及温度变化都会影响胚胎性别 。
从大局来看 , 不同物种的性别决定方式是不同且不稳定的 。 首先 , 对下文中谈论到的性别统一下个定义 , “雌性”为产生卵子的动物 , “雄性”为产生精子的动物 。 这不是唯一的定义 , 但这是有助于理解本文的定义 。

XY性别决定型的发现
\t性染色体的首次发现是在1905年 , 由史蒂文斯发表的论文 , 他研究了包括黄粉虫在内的各种昆虫的性别决定型 。 用显微镜观察黄粉虫精子和卵子时 , 他看到卵子都有十条大染色体 , 而精子却不同 。 半数精子有十条大染色体 , 另一半有九条大染色体和一条小染色体 。
同样 , 雌性粉虫的其他细胞有20条大染色体 , 而雄性粉虫的其他细胞有19条大染色体和1条小染色体 。 最终 , 史蒂文斯得出结论 , 这条小染色体一定与性别有关 。 这条“小染色体”后来被我们称为Y染色体 。
目前 , 我们谈论最多的性别决定系统是XY系统 , 这是人类和大多数其他哺乳动物和许多昆虫使用的系统 。 而这些动物的性别决定系统都是独立进化出来的 , 并没有相互影响 。 在这一系统中 , 卵子带有X染色体 , 精子则带有X或Y染色体 , 当卵子与带有X染色体的精子结合时则为雌性 , 反之则为雄性 。 精子完全决定了子代的性别 。
其他性别决定型
\t但是 , XY远不是唯一的方式 。 一些鸟类和一些爬行动物的性染色体工作方式与人类的完全相反 。 在它们的系统中 , 通常是卵子决定性别 。 在这些物种中 , 雄性有一对Z性染色体 , 所以它们的精子都有一个大的Z染色体 。 而雌性有一个Z性染色体 , 加上一个较小的W性染色体 , 所以它们的卵子对应人类的精子 。
也有一些动物的性染色体并不是一对 。 鸭嘴兽就是一个特例 。 鸭嘴兽是半水生、产卵的古老哺乳动物 , 它有十条性染色体 , 雌性有10个X , 五对X和Y则为雄性 。 当鸭嘴兽精子细胞形成时 , 性染色体形成一条整链 , 这样可以保证精子必定携带五个X或五个 Y 。 不过总体来说 , 鸭嘴兽与其他哺乳动物是一致的 。
环境因素决定性别
\t惊奇的是 , 在一些有性繁殖的动物中 , 根本没有明显的性染色体 。 相反 , 性别是由一些环境因素触发的 , 这些因素决定了哪些基因被开启以及身体的哪些部位会发育 。 最常见的是温度决定性别 , 这发生在鳄鱼、海龟等爬行动物身上 。 例如 , 欧洲泽龟在高于30℃的温度下孵化蛋会产生雌性 , 而低于25℃的温度会产生所有雄性 。 温度在25-30℃ , 则会得到相同比例的雄性和雌性 。
还有一种其他情况 , 一些鸟类会根据它们父母的资源来确定它们的性别 , 比如它们食物的营养成分 。 一些无脊椎动物 , 如某些蠕虫和蜗牛 , 会根据与某些环境因素的接近程度来确定它们的性别 。 例如 , 一些雌性海洋蠕虫会将幼虫释放到周围的水中 。 如果幼虫降落在海底 , 它们就会发育成雌性 。 但它们也可以重新进入父母的体内 , 在那里它们会变成雄性 。
有很多方法可以对性别发挥作用 。 还有一个例子 , 超过20万种蚂蚁、蜜蜂和黄蜂使用单倍二倍体的性别决定系统 。 在这个系统中 , 雌性可以产下未受精的卵 , 这些卵会自行发育成雄性 。 但是 , 如果雌性选择与雄性交配 , 受精卵会发育成雌性 。 但实际上 , 这一切都遵循一个基本原则:一个产生卵子的动物和一个能产生精子的动物 。
性别决定型会变化
\t性别真正的关键在于:无论一个物种使用哪个系统 , 该系统都不是永久性的 。 相反 , 在很长一段时间内 , 研究人员认为一个物种使用什么系统 , 以及它是否使用性染色体 , 都是暂时的 。 例如 , 在 2017 年发表在 Genetics 的一篇论文中 , 研究人员描述了一种生活在日本的青蛙 。

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