Y染色体逐渐退化男人真的会消失吗?人类该咋繁殖
来源：网易科学人 日期:2018-02-06
Y染色体可能是男子气概的象征，但越来越多的证据显示，它可能无法持久坚持下去。虽然Y染色体携带着“主开关”基因SRY，它决定了胚胎是否会发育成男性(XY)还是女性(XX)，它只包含很少的其他基因，是生命延续中唯一没有必要存在的染色体。
更重要的是，Y染色体已经迅速退化，使女性拥有两个完全正常的X染色体，而男性只有X染色体和一个萎缩的Y染色体。如果按照同样的退化速度持续下去，Y染色体可能在460万年内就会完全消失。这听起来可能很长，但当你考虑到地球上的生命已经存在了35亿年时，你就不会这么想了。
Y染色体并非从一开始就处于退化状态的。如果我们把时钟回拨到1.66亿年前，对于最初的哺乳动物来说，这个故事就完全不同了。早期的“原始”Y染色体最初与X染色体差不多，也包含着相同的基因。然而，Y染色体有个根本性的缺陷：我们每个细胞中都有两份染色体，不同于其他的染色体，Y染色体只作为一份拷贝存在，并通过父亲传给他们的儿子。
这意味着，Y染色体上的基因不能进行基因重组，而每一代基因的“洗脱”有助于消除破坏性的基因突变。被剥夺了重组好处的Y染色体基因会随着时间而退化，最终从基因组中消失。
图：红色的Y染色体，旁边则是更大的X染色体
尽管如此，最近的研究表明，Y染色体已经发展出了许多非常有说服力的机制来“踩刹车”，减缓基因丢失的速度，使其处于停滞状态。例如，丹麦最近对来自62个人的Y染色体测序部分进行检测，发现它倾向于大规模结构性重组，以便允许“基因扩增”，即收购基因的多个副本，促进健康的精子功能和减少基因损失。
这项研究还表明，Y染色体已经发展出一种不同寻常的结构，称为“回文”(palindromes)。在这种结构中，DNA序列的正向和逆向读取都是相同的，就像皮划艇的英文单词“kayak”那样，能保护它免受进一步退化的危害。研究人员在Y染色体的“回文”序列中发现了高频率的“基因转换事件”，这基本上这就是一个“复制粘贴”的过程，允许使用未损坏的备份拷贝作为模板修复受损的基因。
再看看其他的一些不同物种(在哺乳动物和其他物种也中存在Y染色体)，越来越多的证据表明Y染色体的“基因扩增”是一个普遍现象。这些扩增的基因在精子产生和调节后代性别比例(至少在啮齿类动物)中发挥着关键作用。最近，发表在《分子生物学和进化》杂志上的研究表明，老鼠基因拷贝数量的增加是自然选择的结果。
关于Y染色体是否真的会消失这个问题，科学界(就像现在的英国一样)目前被分为“消失派”和“保留派”。后者认为Y染色体的防御机制非常棒，并且可能挽救Y染色体。但是，“消失派”表示，它们所做的一切都是让Y染色体掉下悬崖前的垂死挣扎。这场辩论还将持续下去。
澳大利亚La Trobe大学的珍妮·格雷夫斯(Jenny Graves)表示，如果从长远的角度来看，Y染色体必然是要失败的，即使它们存在的时间可能比预期要长一些。在2016年的一篇论文中，格雷夫斯指出，日本小老鼠和田鼠已经完全失去了Y染色体，并且认为Y染色体上丢失或产生的基因不可避免地导致了生育问题。这反过来又能推动新物种的最终形成。
正如我们在新电子书中所指出的那样，即使人类的Y染色体确实消失了，也并不一定意味着男性本身会灭绝。即使是在已经完全失去Y染色体的物种中，繁殖仍然需要雄性和雌性。在这些情况下，决定基因异常性的SRY“主开关”已经转移到不同的染色体上，这意味着这些物种在不需要Y染色体的情况下也可以产生雄性。然而，决定性别的新染色体应该会再次开始退化的过程，因为它同样缺乏基因重组能力，这将导致它们像之前的Y染色体那样消失。
然而，关于人类的有趣之处在于，当正常的人类繁殖需要Y染色体时，如果你使用辅助生殖技术，它携带的许多基因是不必要的。这意味着基因工程可能很快就能取代Y染色体的基因功能，允许同性伴侣或不育男性怀孕。然而，即使每个人都能以这种方式怀孕，但不太可能的是，有生育能力的人会自然停止繁殖。
尽管这是一个有趣且争论激烈的基因研究领域，但几乎没有必要担心。我们甚至不知道Y染色体是否会消失。而且，正如我们所展示的，即使Y染色体消失，我们也很可能继续需要男人，这样正常的繁殖才能继续下去。事实上，像“农场动物”型系统那样选择几个“幸运”的雄性来繁殖大多数后代的情况，显然不会发生在人类身上。无论如何，在接下来的460万年内，人类将会有更多更为紧迫的担忧需要面对。
