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男or女?不男不女?原本都一樣!

作者:子非魚

眾所周知, 每個新生兒在呱呱墜地之時讓人操心的第一個問題就是性別。 常說男人來自火星, 女人來自金星。 表面上,

我們似乎是在產科醫生向世界宣告性別之後, 才奔向不同的“星球”。 但實際上, 新生兒到底來自於哪個星球, 那都得聽受精卵裡性染色體的。

性染色體決定性別, 就人類而言, XY為男性, XX為女性

性別決定的蒙昧時代

雖然現在大家都知道X/Y染色體決定了男女之分,

其實在性染色體未被發現以前, 人們還是經過一段蒙昧時期, 幾個世紀中, 很多奇怪的理論也是層出不窮。

亞里斯多德曾相信, 孩子的性別是由性行為時父親的體溫決定的, 並在教科書《Developmental Biology》中建議年長的男性, 如果想要生兒子, 就在夏天準備相關事宜。

18世紀, 法國解剖學家 MichelProcope-Couteau認為人體記憶體在兩個睾丸/卵巢分別對應兩種性別, 並建議控制後代性別的最佳方法就是移除屬於另一種性別的一個睾丸或者卵巢;

而生物學家Leo W. Beukeboom和Nicolas Perrin則在《The Evolution of Sex Determination》一書也認為女性側躺(讓控制正確性別的睾丸/卵巢那側在下), 然後靠重力可達到控制性別的目的。

在19世紀的歐洲, 人們廣泛相信營養決定性別, 營養差的父母生男孩, 營養好的生女孩。

更多時候, 提及後代行別的決定因素時, 幾乎所有人都把目光聚焦女性身上, 無論是中國還是外國, 沒生出男孩子基本都是孕婦的鍋。

性染色體的發現史

現在我們都知道以上理論是無稽之談, 而這都要歸功於德國細胞生物學家Hermann Henking女性生物學家Nettie Stevens。

1881年, 德國細胞生物學家HermannHenking才首次在雄性紅蝽的生殖細胞中發現了X染色體, 但因他沒有發現與其配對的Y染色體, 而將其稱為“受冷落的染色體”。

20世紀初, 染色體攜帶遺傳信息仍是一個新理論。 孟德爾遺傳定律在埋沒了近36後, 到1900年才被人們“重新發現”, 科學界當時也在試圖解答染色體與各種形狀之間的關係。

Stevens也想知道性別是否與染色體有關, 她通過顯微鏡觀察黃粉蟲(Tenebrio molitor)的染色體時, 才讓備受冷落的Y染色體真正呈現在人們的眼前。 而她提出的性別由男性性染色體決定的機制, 也卸掉女性肩上的包袱。

儘管Stevens對性染色體的發現做出了傑出的貢獻, 卻因為她自身的性別而無緣於榮譽。 學術界一直將學術聲望更高的E.B Wilson(本身是一個傳奇的生物學家)認定為性染色體的發現者。

確實, 在當時Wilson也發表類似的文章, 但他仍然相信環境因素會對性別決定產生影響, 而Stevens卻認為性別決定完全取決於染色體。 而時間證明了Stevens的結論明顯更加正確, 且證據更充足有力。 因而Stevens和Wilson應該被認作共同發現者。 儘管如此,只有 Wilson 一人獲得了承認和榮譽。

性染色體間的顯著差異

另外,相比于常染色體而言,X和Y這對染色體是略顯奇葩的,Y染色體的個頭遠要比X染色體小。

而Y染色體之所以這麼特立獨行,是要追溯至3億年前。當原始性染色體上的SOX3基因突變為SRY基因(男性性別決定的關鍵基因)後,又一次的染色體倒轉事件後,使得本是同根生的SOX3基因(在X染色體的底部)與SRY基因(在Y染色體的頂部),河漢相隔、老死不相往來。隨後敗家子Y染色體就一直保持著丟三落四的不良習慣,不斷丟失一些無關緊要的基因,才導致Y染色體的長度僅有X染色體的三分之一。

“小個子”Y染色體根本無法與其搭檔X染色體進行完全的配對與重組互換,還得委屈X染色體弓下腰來彎成一個圓環,蜻蜓點水一般與小Y染色體在頂端少量地配對、重組互換一下。而這樣的交換對於維護Y染色體長久的穩定性是不夠的,為了保持自身長久穩定性,Y染色體也只有自力更生,依靠內部的回文結構基因進行重組互換。

面對如此大的差異,生命作為一個高度平衡體,會在胚胎發育期間對女性細胞隨機選擇一條X染色體以巴氏小體的形式封鎖起來維持X染色體上的基因劑量與男性的一致。

男or女?原本都一樣!

由此來看,人類的兩性就是如此的涇渭分明。然而在自然界中,植物的雌雄同體已是家常便飯,動物中也不乏一些動物“忽男忽女”的飄忽不定,要麼看心情、要麼看天氣(《變性無需做手術,生物界性別可反轉的10大動物》),簡直不能太任性了!

那麼人類的性別就真的這麼單調乏味嗎?現實也並非如此,畢竟萬事皆有例外。據統計,每一百名新生兒中,總有一到兩個孩子讓產科醫生犯難;每一千名新生兒裡就有一到兩個孩子長大後要面臨巨大的困惑:“我到底是男孩還是女孩?”

其實,每個受精卵在子宮內找個舒適的地方定居之後,均會開始行使生長發育這個偉大職責。起初,胚胎是沒有性別之分的,無論男女,均帶有一對雄性和雌性的原始生殖道。

而胚胎之所以能表現出“男女有別”,完全依賴於Y染色體的SRY基因在第七周發揮作用,它可誘導睾丸形成並促進雄激素分泌來維持男性生殖系統的發育,即將伍爾夫管(Wolffian ducts)發育成男性的外部生殖器。

不然,在沒有Y染色體的第十至十一周,卵巢就會開始發育,隨後其分泌的雌激素會促使一副稱之為繆勒氏管(Müllerian ducts)的管道發育成為女性外部生殖器。

人類的性別沒有那麼絕對!

顯然,男人與女人的界線也並非那麼涇渭分明。一旦染色體/激素出了差錯,男女性徵就像一鍋和在一起的湯,整個人的性別就出於混沌的狀態。性染色體異常的這些人有的也許會比金剛還man(超雄綜合征),而有的可能會比芭比娃娃還芭比(超雌綜合征);而他們中大多數可能會不孕不育,有的甚至還存在智力障礙和精神障礙。

而比這些罕見的異常更有趣的是,一些成年男性體內竟會存有XX型幹細胞(可分化為包括神經元在內的成熟細胞),而產子的母親身上也會存有XY型幹細胞。而這主要是因為母親懷孕時,母體的幹細胞和胎兒的幹細胞會相互摻進彼此的體內。因此,我們許多人體內混雜著雙性染色體(目前還沒發現有何影響)。

通常,性染色體一旦確定後,有關性別的外生殖器以及未來的第二性征均會齊頭並進的發育生長。然而在更多異常情況下,性別發育異常患者是常會出現兩性性徵。

首先,染色體性別和解剖性別可能不一致。有的男性患者(46,XY)因X染色體的基因缺陷表現出了雄激素不敏感綜合征,從而兼有卵巢和睾丸兩種組織,生殖特徵模糊不清;

其次,體內激素發生紊亂,即當類固醇5α-還原酶2基因突變後,睾酮無法形成雙氫睾酮(DHT)而失去效果,就會致使患者的外在表徵呈男性、中性或女性。而出生時女性外觀占主導的患者,通常會在青春期開始雄性化(體內隱藏著的的睾丸長成下降,陰蒂增大,聲音變粗)。

這種情況廣泛存在于近親婚配、與世隔絕的孤立群落中(比如多明尼加共和國的山區),而這些地區對這種現象的接受度也是相當高的:“親,這就是青春期。到了青春期,長痘痘長小JJ神馬的都是很正常的,管他呢。”

而在由基因突變導致結合睾酮和DHT的雄激素受體失活所產生的“睾丸女性化綜合症”中,患者睾丸正常,兩種激素雖正常卻無效,會使得患者的表觀男女莫辨,或者乾脆是女性化的。

對後者來說,這種紊亂通常會在青春期沒有月經初潮而被發現。這是因患者體內沒有卵巢或子宮,陰道之上是一個死胡同,而不斷分泌雄激素的睾丸則一路縮到肚子裡。

顛覆理論,性別決策者另有其人!

目前,兩性人絕非一個小的群體,隨便在互聯網上搜索,就可以看到許多不同類型的兩性人的報導,這其中不乏一些名人。為了搞清楚了“安能辨我是雌雄”的背後真相,科研者們一直以來都致力於研究胚胎性別發育的關鍵因素。

1950s,學術界的主流看法認為,雄激素才是在胚胎中維持雄性生殖道的決定性因素,而雌性胚胎是胚胎發育的預設程式,而在雄激素缺乏的情況下,胚胎會移除雄性原始生殖道,自發朝雌性方向發展。基於這個“雌性缺省理論”,雄性是基於雌性的基礎架構上發育而來的。換言之,就某種程度上而言,每個漢子都曾是軟妹。

而近日,一項顛覆性研究嚴重挑戰了該理論,美國國立健康研究所(NIH)的姚宏昌研究團隊通過小鼠胚胎模型,發現雄性生殖道的真正決策者“另有其人”——COUP-TFII蛋白。該蛋白可指揮雌性胚胎(不存在任何雄激素)主動消除雄性生殖道,否則,群龍無首的雌性胚胎發育而來的小鼠生來就是雌雄同體。

敲除了COUP-TFII基因後,小鼠體內同時出現了雄性生殖道(藍色)與雌性生殖道(粉色)

儘管這項研究是在小鼠中進行的,但研究者們相信,人類發育很有可能也採取了類似的機制。這項顛覆性發現,有望讓罹患性別發育異常的患者找到病因,並帶來潛在的治療希望。

參考文獻:

1.Nettie Stevens discovered XY sexchromosomes. She didn't get credit because she had two X’s.

2.人類染色體傳奇故事:可憐的Y染色體

3.Caitlyn Jenner and Our CognitiveDissonance

4.Elimination of the male reproductivetract in the female embryo is promoted by COUP-TFII in mice

5.Female Mouse Embryos Actively Remove MaleReproductive Systems

6.Embryos kill off male tissue to becomefemale

歡迎投稿

tougao@helixlife.com.cn

合作微信:helixlife6

儘管如此,只有 Wilson 一人獲得了承認和榮譽。

性染色體間的顯著差異

另外,相比于常染色體而言,X和Y這對染色體是略顯奇葩的,Y染色體的個頭遠要比X染色體小。

而Y染色體之所以這麼特立獨行,是要追溯至3億年前。當原始性染色體上的SOX3基因突變為SRY基因(男性性別決定的關鍵基因)後,又一次的染色體倒轉事件後,使得本是同根生的SOX3基因(在X染色體的底部)與SRY基因(在Y染色體的頂部),河漢相隔、老死不相往來。隨後敗家子Y染色體就一直保持著丟三落四的不良習慣,不斷丟失一些無關緊要的基因,才導致Y染色體的長度僅有X染色體的三分之一。

“小個子”Y染色體根本無法與其搭檔X染色體進行完全的配對與重組互換,還得委屈X染色體弓下腰來彎成一個圓環,蜻蜓點水一般與小Y染色體在頂端少量地配對、重組互換一下。而這樣的交換對於維護Y染色體長久的穩定性是不夠的,為了保持自身長久穩定性,Y染色體也只有自力更生,依靠內部的回文結構基因進行重組互換。

面對如此大的差異,生命作為一個高度平衡體,會在胚胎發育期間對女性細胞隨機選擇一條X染色體以巴氏小體的形式封鎖起來維持X染色體上的基因劑量與男性的一致。

男or女?原本都一樣!

由此來看,人類的兩性就是如此的涇渭分明。然而在自然界中,植物的雌雄同體已是家常便飯,動物中也不乏一些動物“忽男忽女”的飄忽不定,要麼看心情、要麼看天氣(《變性無需做手術,生物界性別可反轉的10大動物》),簡直不能太任性了!

那麼人類的性別就真的這麼單調乏味嗎?現實也並非如此,畢竟萬事皆有例外。據統計,每一百名新生兒中,總有一到兩個孩子讓產科醫生犯難;每一千名新生兒裡就有一到兩個孩子長大後要面臨巨大的困惑:“我到底是男孩還是女孩?”

其實,每個受精卵在子宮內找個舒適的地方定居之後,均會開始行使生長發育這個偉大職責。起初,胚胎是沒有性別之分的,無論男女,均帶有一對雄性和雌性的原始生殖道。

而胚胎之所以能表現出“男女有別”,完全依賴於Y染色體的SRY基因在第七周發揮作用,它可誘導睾丸形成並促進雄激素分泌來維持男性生殖系統的發育,即將伍爾夫管(Wolffian ducts)發育成男性的外部生殖器。

不然,在沒有Y染色體的第十至十一周,卵巢就會開始發育,隨後其分泌的雌激素會促使一副稱之為繆勒氏管(Müllerian ducts)的管道發育成為女性外部生殖器。

人類的性別沒有那麼絕對!

顯然,男人與女人的界線也並非那麼涇渭分明。一旦染色體/激素出了差錯,男女性徵就像一鍋和在一起的湯,整個人的性別就出於混沌的狀態。性染色體異常的這些人有的也許會比金剛還man(超雄綜合征),而有的可能會比芭比娃娃還芭比(超雌綜合征);而他們中大多數可能會不孕不育,有的甚至還存在智力障礙和精神障礙。

而比這些罕見的異常更有趣的是,一些成年男性體內竟會存有XX型幹細胞(可分化為包括神經元在內的成熟細胞),而產子的母親身上也會存有XY型幹細胞。而這主要是因為母親懷孕時,母體的幹細胞和胎兒的幹細胞會相互摻進彼此的體內。因此,我們許多人體內混雜著雙性染色體(目前還沒發現有何影響)。

通常,性染色體一旦確定後,有關性別的外生殖器以及未來的第二性征均會齊頭並進的發育生長。然而在更多異常情況下,性別發育異常患者是常會出現兩性性徵。

首先,染色體性別和解剖性別可能不一致。有的男性患者(46,XY)因X染色體的基因缺陷表現出了雄激素不敏感綜合征,從而兼有卵巢和睾丸兩種組織,生殖特徵模糊不清;

其次,體內激素發生紊亂,即當類固醇5α-還原酶2基因突變後,睾酮無法形成雙氫睾酮(DHT)而失去效果,就會致使患者的外在表徵呈男性、中性或女性。而出生時女性外觀占主導的患者,通常會在青春期開始雄性化(體內隱藏著的的睾丸長成下降,陰蒂增大,聲音變粗)。

這種情況廣泛存在于近親婚配、與世隔絕的孤立群落中(比如多明尼加共和國的山區),而這些地區對這種現象的接受度也是相當高的:“親,這就是青春期。到了青春期,長痘痘長小JJ神馬的都是很正常的,管他呢。”

而在由基因突變導致結合睾酮和DHT的雄激素受體失活所產生的“睾丸女性化綜合症”中,患者睾丸正常,兩種激素雖正常卻無效,會使得患者的表觀男女莫辨,或者乾脆是女性化的。

對後者來說,這種紊亂通常會在青春期沒有月經初潮而被發現。這是因患者體內沒有卵巢或子宮,陰道之上是一個死胡同,而不斷分泌雄激素的睾丸則一路縮到肚子裡。

顛覆理論,性別決策者另有其人!

目前,兩性人絕非一個小的群體,隨便在互聯網上搜索,就可以看到許多不同類型的兩性人的報導,這其中不乏一些名人。為了搞清楚了“安能辨我是雌雄”的背後真相,科研者們一直以來都致力於研究胚胎性別發育的關鍵因素。

1950s,學術界的主流看法認為,雄激素才是在胚胎中維持雄性生殖道的決定性因素,而雌性胚胎是胚胎發育的預設程式,而在雄激素缺乏的情況下,胚胎會移除雄性原始生殖道,自發朝雌性方向發展。基於這個“雌性缺省理論”,雄性是基於雌性的基礎架構上發育而來的。換言之,就某種程度上而言,每個漢子都曾是軟妹。

而近日,一項顛覆性研究嚴重挑戰了該理論,美國國立健康研究所(NIH)的姚宏昌研究團隊通過小鼠胚胎模型,發現雄性生殖道的真正決策者“另有其人”——COUP-TFII蛋白。該蛋白可指揮雌性胚胎(不存在任何雄激素)主動消除雄性生殖道,否則,群龍無首的雌性胚胎發育而來的小鼠生來就是雌雄同體。

敲除了COUP-TFII基因後,小鼠體內同時出現了雄性生殖道(藍色)與雌性生殖道(粉色)

儘管這項研究是在小鼠中進行的,但研究者們相信,人類發育很有可能也採取了類似的機制。這項顛覆性發現,有望讓罹患性別發育異常的患者找到病因,並帶來潛在的治療希望。

參考文獻:

1.Nettie Stevens discovered XY sexchromosomes. She didn't get credit because she had two X’s.

2.人類染色體傳奇故事:可憐的Y染色體

3.Caitlyn Jenner and Our CognitiveDissonance

4.Elimination of the male reproductivetract in the female embryo is promoted by COUP-TFII in mice

5.Female Mouse Embryos Actively Remove MaleReproductive Systems

6.Embryos kill off male tissue to becomefemale

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