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第14章 生物性别的秘密

第一篇第十三章生物性别的秘密

人分男女,鸡有公母,一句话,人和动物都有性别之分,各占“半边天”。

那么,植物也有性别吗?研究表明,植物的雄蕊相当于动物和人类的雄性生殖器官,而雌蕊

相当于动物和人类的雌性生殖器官,所以植物也有性别。进一步研究发现,即使是微生物如

细菌,也有雌性和雄性之分。

 人类的性别决定

很久以来,人们对妇女怀孕后是生男还是生女十分感兴趣,提出过各种猜想。古代希腊

人认为,生男生女与母亲怀孕时的睡姿有关——如果朝左侧睡,则生女;朝右侧睡,则生男

。我国古代人认为,“山气多男,水气多女”。这就是说,人靠近山生活,受山气的影响,

多生男;靠近水生活,受水气的影响,多生女。显然,诸如此类的猜想,与实际情形不符,

没有科学依据。

这个问题困扰了人们上千年的时间。直到1901年,美国学者麦尔开隆,在昆虫中首次发

现了性染色体后,才找到了生男生女的原因。

原来,我们人类的性别,即男和女,是由性染色体决定的。男性有一对形态不同的性

染色体(XY),其中Y染色体的大小只有X染色体的1/5;女性有一对形态相同的性染

色体(XX)。

男女到了成年,要产生配子。在产生配子过程中,男性和女性中的一对性染色体要分开

,进入不同的配子。就性染色体而言,男性(XY)产两种雄配子X和Y,即产生性质相异的两种

配子,所以称男性为异配性别(当然,这两种配子的数目相等);女性(XX)只产生一种雌配子

(X),即只产生(性质相同的)一种配子,所以称女性为同配性别。

雌配子(X),如果和雄配子(X)结合,则产生女孩(XX);如果和雄配子(Y)结合,则产生

男孩(XY)。也就是说,在性别上,亲代和子代的关系如图1-7所示。

从以上关系可明显看出:一对夫妻是生男还是生女,完全由丈夫决定,因为只要丈夫的X精

子与妻子的卵(X)结合,就是女孩(XX);只要丈夫的Y精子与妻子的卵(X)结合就是男孩(XY)

。其外,对于性染色体来说,由于男性产生数目相等的两种配子,所以在人群中

,男人和女人的数目应相等,即二者的比例为1∶1。

根据遗传学上的分离与组合规律,产生X精子和Y精子得数目是差不多的,而且精卵结合的机

会也应该差不多,照理说男孩和女孩的比例应该差不多,可是根据人口普查,男性比女性总

是多么一点点。

如果把女孩总数定为100,那么男孩的总数就是100~106之间。这个比例叫做性比率

,又叫做第二性比率。第二当然是和第一相比较而言,那么第一性比率指的是什么呢?

第一性比率指的是刚受精时男胎与女胎的比例。这个比例要比第二性比率高得多,一

般是120比100,即男胎比女胎多。为什么男胎比女胎多呢?估计可能是Y染色体比较

小,因此Y型精子的体积小,负担小,运动快,所以首先达到卵子的机会多,于是受精的

机会也就多了。还有可能是X型的精子在雌性生殖道的环境中存在不利,对Y型精子存活

有利,再有就是卵更容易接受Y型精于,故男胎比女胎的比例就大了。究竟是哪一种原因

更接近客观事实?或者三者都兼而有之,现在还不得而知。

那么为什么到了出生时,第一性比率降低为第二性比率呢?

这是由于男胎死亡率大于女胎之故。

据美国人口调查局报道,在妊娠第二个月死产的男胎和死产的女胎之比是4311比100,妊

娠第七个月死产的男胎和死产的女胎之比为1124比100。

出生之后第一和第二性比率还会有变化,男婴死亡率大于女婴死亡率。这又是为

什么呢?

有科学家认为这是男子只有一条X染色体,体质较弱,再有则因为男子的一条X染色体

如带有致病的基因,Y上没有相对应的基因,所以是半合子,半合子会表现出患病症状。

女子有两条X染色体,一条上带有致病的基因,另一条正常不会表现出患病症状。

通过以上讨论,我们可以

看到大自然的一种平衡“手段”,将产生过多的男婴,通过相对高的死亡率,来逐步达到平

衡。这对维持种族的繁衍,人口素质的提高有着非常重要的作用。

传说从前有个国王,颁布了一个法令,想起到增加男性的效果。大家看看是否可行。

这个国王为了强兵,颁布了这么一条法令:一个母亲;如果生了一个女孩,就不能再生

孩子了,如果生了男孩,就可以继续生孩子,一直到生了女孩为止。国王认为,这条法令一

旦实施,有的家庭就会有多个男孩和一个女孩,但任何家庭至多只有一个女孩。这样,在这

个国家里,男人的数量就会超过女人,从而达到增加男性的目的。

国王的目的达到了吗?

根据前面讲的性别决定,对于一个人群,如一个国家的人群来说,所有母亲生的第一胎孩子

,男的和女的应各占一半,即男和女的比例为1∶1。

生了女孩的母亲,就不能再生孩子了。生了男孩的母亲还可生孩子,但这些母亲们生的第二

胎孩子,男孩和女孩的比例仍为1∶1。

第二胎生了女孩的母亲们,这时也退出了生育队伍。第二胎生了男孩的母亲们还可生孩子,

但这些母亲们生的第三胎孩子,男孩和女孩的比例仍为1∶1。

如此继续下去,每胎的男孩和女孩的比例都为1∶1。

当然,在世代延续过程中,没有做过母亲的女孩们,会加入到母亲的队伍。不过,这些新母

亲们,生男孩和女孩的比例仍为1∶1。

既然,在遵守法令的条件下,每胎的男孩数和女孩数相等,那么,每胎的男孩数之和与女孩

数之和也应相等。所以,国王的法令,不可能使其国家的男人数量超过女人数量,男人和女

人的数量仍然相等。

所以,大自然的力量不是一条法令所能够阻挡的。

生物界中,与人类性染色体决定性别的方式一致的生物还有其他的哺乳动物,某些鱼类、两

栖类、双翅目昆虫和许多雌雄异株植物等。也就是说,在这些生物中,雄性是异配性别(XY)

,雌性是同配性别(XX)。

 家鸡的性别决定

家鸡的性别也是由性染色体决定的。但是,在这里,雌鸡具有大小不同的两条性染色体,即

雌鸡为异配性别;而雄鸡具有大小相同的两条性染色体,即雄鸡为同配性别。为了不与上

述的同配性别和异配性别混淆,家鸡的同配性别,即雄鸡用性染色体组成ZZ表示;家鸡的异

配性别,即雌鸡用性染色体组成ZW表示。

在性别上,家鸡亲代与子代的关系见图1-8。

与家鸡性染色体决定性别的方式相同的生物,还有其他一些鸟类、某些鳞翅目昆虫和某些鱼

类等。

生物界中性别决定的原因多种多样,还有环境因素决定性别的。一些爬行类,如所有的鳄鱼

和一些龟鳖的性别完全由其受精卵发育所处的温度决定:受精卵在较低的温度时(如摄氏30

度左右),全部发育成雌性;在温度较高时(如摄氏34度左右),全部发育成雄性;温度在这

二者之间的,发育的既有雌性又有雄性。有人推测,恐龙可能也是由温度决定性别的,其灭

绝可能是当时温度变化幅度较大,使得其受精卵只能发育成一种性别。

 性别的转化

红海中生长着一种红鲷鱼,为群居生活。群居时有一奇怪现象,即一般由十余条至数十条组

成的一个“大家庭”中,只有一条雄鱼,余条都为雌鱼。这条雄鱼体大壮实,仿佛为一家之

长。更奇怪的是,如果这条雄鱼死亡,这个家庭中身体最为健壮的那条雌鱼就会

变成雄鱼,严格地过着“一夫多妻”的群居生活。

在红鲷鱼的一个群体中,缺少雄鱼时,为什么会由雌鱼变成雄鱼呢?科学家做了一个有趣的

实验):

用两只透明玻璃缸,一只缸只放一条雄鱼,另中缸放多条(如5条)雌鱼,如果两只缸靠得很

近,足以使两缸间的鱼能相互看见,那么,无论饲养多长时间,那缸雌鱼都不会变成雄鱼

;如果这两缸距离放置远些,使它们间相互看不见,或者在两缸间用木板等挡起

来,那么,过不了多久,最强壮的那条雌鱼就会变成雄鱼。由此,科学家认为

,红鲷鱼完成由雌变雄的性反转是通过视觉实现的。

红鲷鱼通过视觉实现性反转的说法,现在尚无定论。一种观点认为,雌性红鲷鱼中含有雄性

因,如果在一段较长时间内看不见雄鱼,视神经就会发出信息,使雄性基因开始表达而分泌

雄性

激素,从而使卵巢退化和精巢发育,并使雌鱼向雄鱼方向发展。身体最强壮的雌鱼,首先

在体态方面向雄鱼方向发展,当其他雌鱼看见雄鱼体态后,就会自动关闭雄性基因的表达

,停止产生雄性激素。于是,那条最强壮的雌鱼就逐渐变成了雄鱼。

无独有偶,在日本有一种鱼,也出现性别转化,而且更为独特,这种鱼叫做求仙鱼。这种鱼

,在青年期身体略呈红色,卵巢极为发达,能产卵,是雌鱼。但随着年龄的增长,身体变成

绿色,卵巢逐渐退化和精巢逐渐发展起来而转化成雄鱼。也就是说:

青年期前,它是雌鱼,担任“姑娘”“妻子”和“母亲”的角色;

青年期后,它是雄鱼,担任“小子”“丈夫”和“父亲”的角色。

求仙鱼一生中为什么要经历雌性和雄性阶段呢?一种观点认为,这是由于在个体发育过程中

,内环境(如激素)的变化引起了基因表达的变化,从而引起了性别的变化。

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