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Y染色體可能是男子氣概的象征,，但越來越多的證據(jù)顯示，它可能無法持久堅(jiān)持下去,。雖然Y染色體攜帶著“主開關(guān)”基因SRY,，它決定了胚胎是否會(huì)發(fā)育成男性(XY)還是女性(XX)，它只包含很少的其他基因,，是生命延續(xù)中唯一沒有必要存在的染色體,。

更重要的是，Y染色體已經(jīng)迅速退化,，使女性擁有兩個(gè)完全正常的X染色體,，而男性只有X染色體和一個(gè)萎縮的Y染色體。如果按照同樣的退化速度持續(xù)下去,，Y染色體可能在460萬年內(nèi)就會(huì)完全消失,。這聽起來可能很長，但當(dāng)你考慮到地球上的生命已經(jīng)存在了35億年時(shí),，你就不會(huì)這么想了,。

Y染色體并非從一開始就處于退化狀態(tài)的。如果我們把時(shí)鐘回?fù)艿?.66億年前,，對于最初的哺乳動(dòng)物來說,，這個(gè)故事就完全不同了。早期的“原始”Y染色體最初與X染色體差不多,，也包含著相同的基因,。然而，Y染色體有個(gè)根本性的缺陷：我們每個(gè)細(xì)胞中都有兩份染色體,，不同于其他的染色體,，Y染色體只作為一份拷貝存在，并通過父親傳給他們的兒子,。

這意味著,，Y染色體上的基因不能進(jìn)行基因重組，而每一代基因的“洗脫”有助于消除破壞性的基因突變,。被剝奪了重組好處的Y染色體基因會(huì)隨著時(shí)間而退化,，最終從基因組中消失,。

圖：紅色的Y染色體，旁邊則是更大的X染色體

盡管如此,，最近的研究表明,，Y染色體已經(jīng)發(fā)展出了許多非常有說服力的機(jī)制來“踩剎車”，減緩基因丟失的速度,，使其處于停滯狀態(tài),。例如，丹麥最近對來自62個(gè)人的Y染色體測序部分進(jìn)行檢測,，發(fā)現(xiàn)它傾向于大規(guī)模結(jié)構(gòu)性重組,，以便允許“基因擴(kuò)增”，即收購基因的多個(gè)副本,，促進(jìn)健康的精子功能和減少基因損失,。

這項(xiàng)研究還表明，Y染色體已經(jīng)發(fā)展出一種不同尋常的結(jié)構(gòu),，稱為“回文”（palindromes）,。在這種結(jié)構(gòu)中，DNA序列的正向和逆向讀取都是相同的,，就像皮劃艇的英文單詞“kayak”那樣,，能保護(hù)它免受進(jìn)一步退化的危害。研究人員在Y染色體的“回文”序列中發(fā)現(xiàn)了高頻率的“基因轉(zhuǎn)換事件”,，這基本上這就是一個(gè)“復(fù)制粘貼”的過程,，允許使用未損壞的備份拷貝作為模板修復(fù)受損的基因。

再看看其他的一些不同物種(在哺乳動(dòng)物和其他物種也中存在Y染色體),，越來越多的證據(jù)表明Y染色體的“基因擴(kuò)增”是一個(gè)普遍現(xiàn)象,。這些擴(kuò)增的基因在精子產(chǎn)生和調(diào)節(jié)后代性別比例(至少在嚙齒類動(dòng)物)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。最近,，發(fā)表在《分子生物學(xué)和進(jìn)化》雜志上的研究表明,，老鼠基因拷貝數(shù)量的增加是自然選擇的結(jié)果。

關(guān)于Y染色體是否真的會(huì)消失這個(gè)問題,，科學(xué)界（就像現(xiàn)在的英國一樣）目前被分為“消失派”和“保留派”,。后者認(rèn)為Y染色體的防御機(jī)制非常棒，并且可能挽救Y染色體,。但是,，“消失派”表示，它們所做的一切都是讓Y染色體掉下懸崖前的垂死掙扎,。這場辯論還將持續(xù)下去,。

圖：田鼠沒有Y染色體

澳大利亞La Trobe大學(xué)的珍妮·格雷夫斯(Jenny Graves)表示，如果從長遠(yuǎn)的角度來看，Y染色體必然是要失敗的,，即使它們存在的時(shí)間可能比預(yù)期要長一些,。在2016年的一篇論文中，格雷夫斯指出,，日本小老鼠和田鼠已經(jīng)完全失去了Y染色體,，并且認(rèn)為Y染色體上丟失或產(chǎn)生的基因不可避免地導(dǎo)致了生育問題。這反過來又能推動(dòng)新物種的最終形成,。

正如我們在新電子書中所指出的那樣,，即使人類的Y染色體確實(shí)消失了，也并不一定意味著男性本身會(huì)滅絕,。即使是在已經(jīng)完全失去Y染色體的物種中，繁殖仍然需要雄性和雌性,。在這些情況下,，決定基因異常性的SRY“主開關(guān)”已經(jīng)轉(zhuǎn)移到不同的染色體上，這意味著這些物種在不需要Y染色體的情況下也可以產(chǎn)生雄性,。然而,，決定性別的新染色體應(yīng)該會(huì)再次開始退化的過程，因?yàn)樗瑯尤狈蛑亟M能力,，這將導(dǎo)致它們像之前的Y染色體那樣消失,。

然而，關(guān)于人類的有趣之處在于,，當(dāng)正常的人類繁殖需要Y染色體時(shí),，如果你使用輔助生殖技術(shù)，它攜帶的許多基因是不必要的,。這意味著基因工程可能很快就能取代Y染色體的基因功能,，允許同性伴侶或不育男性懷孕。然而,，即使每個(gè)人都能以這種方式懷孕,，但不太可能的是，有生育能力的人會(huì)自然停止繁殖,。

盡管這是一個(gè)有趣且爭論激烈的基因研究領(lǐng)域,，但幾乎沒有必要擔(dān)心。我們甚至不知道Y染色體是否會(huì)消失,。而且,，正如我們所展示的，即使Y染色體消失,，我們也很可能繼續(xù)需要男人,，這樣正常的繁殖才能繼續(xù)下去。事實(shí)上，像“農(nóng)場動(dòng)物”型系統(tǒng)那樣選擇幾個(gè)“幸運(yùn)”的雄性來繁殖大多數(shù)后代的情況,，顯然不會(huì)發(fā)生在人類身上,。無論如何，在接下來的460萬年內(nèi),，人類將會(huì)有更多更為緊迫的擔(dān)憂需要面對,。

本文來源：網(wǎng)易科學(xué)人 責(zé)任編輯：郭浩_NT5629