无论性染色体如何分配,拥有一对相同性染色体的称为同配性别(homogametic sex),拥有不同染色体的称为异配性别(heterogametic sex)。有证据表明,同配性别可能更容易抵御有害突变的影响,因为如果 X 或 Z 染色体上出现了有害的突变,它在异配性别中更容易得到表达。以人类红绿色盲为例,这种疾病由 X 染色体上的隐性基因导致,因此男性发病率远高于女性。
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根据这些现象,有人提出了“无保护的 X 染色体”假说(unguarded X hypothesis),认为异配性别更容易产生不利的形态和生理特征。例如鸟类中往往是雄性拥有艳丽的羽毛,而雌鸟相貌平平无奇。新南威尔士大学研究团队希望在不同物种身上检验这一假说,探索异配性别的寿命是否比同配性别要短。
作者们总结:“这项研究首次提供了证据,表明在多个不同分类群中,异配性别相比同配性别死得更早。”他们认为这为无保护的 X 染色体假说提供了支持,但同样提出了新的问题——哪些因素决定了异配性别死得有多早?为什么当雌性为异配性别的时候,两性寿命的差异缩小了?
3种猜想
研究作者们认为,Y 染色体的衰退或许是导致雄性寿命缩短的一个原因。异配性别的性染色体组成有许多不同方式,有的物种缺失一条性染色体,如蟑螂中雌性的性染色体为 XX,雄性为 X0;有的物种拥有“偷工减料”的性染色体,例如人类的 Y 染色体比 X 染色体要短许多;还有的物种拥有一对差异较大但体量相当的性染色体,比如鸟类的 ZW 染色体。作者们推测,相比性染色体差异较小的物种,性染色体高度退化或缺失的物种当中两性寿命差异更大。为了检验这一观点,接下来可以将性染色体形态和相对长度纳入分析,评估其对寿命的影响。
第二个可能原因是雌激素对端粒产生了保护作用。端粒是染色体末端的非编码 DNA,具有保护编码区 DNA 的作用。端粒损伤被认为与衰老和寿命缩短有关,而有研究表明雌激素能够大幅提高端粒酶的活性,进而促进端粒修复。研究作者指出,他们并不确定雌激素对于研究中各个物种的重要性,但这一现象或许能够解释为什么对于雌性为异配性别的物种,两性寿命的差异比较小。
相关论文:
Xirocostas Zoe A., Everingham Susan E. and Moles Angela T. The sex with the reduced sex chromosome dies earlier: a comparison across the tree of life 16 Biol. Lett.
http://doi.org/10.1098/rsbl.2019.0867