飲食男女,，這些很平常的事物,，其道理卻不簡單。比如,，對于性別,，我們不
僅不知道其起源,，我們也不完全清楚有性繁殖的必要性，實際上,，目前地球上就
還存在許多無性繁殖的生物,。
性的生物學(xué)研究是一個很有趣的領(lǐng)域。低等有機體如屬于原核生物的細菌就
有了性別,。不同有機體確定性別有不同方法,從分子基礎(chǔ)到生物行為都不是一樣
的,、也有不固定的。有些生物的性別因為溫度或者濕度不同而不同,有些雌雄同體,
有些生物主要由父親負責(zé)帶小孩,等等好奇現(xiàn)象,所以人類的性別及其有關(guān)機制和
行為都只是萬千生物狀態(tài)的一種,。
決定男子漢本質(zhì)的染色體及其怪異特性
這里主要介紹男子漢的原理研究,。人類世界里，多種文化和社會有較長期的
歷史對“男子漢”有特別的稱呼和解釋,。不過,對“男子漢”的生物本質(zhì)的理解
還不到50年,。雖然對其它生物的性別了解的時間要長一些,可是對人類男性決定
的關(guān)鍵Y染色體是到1959年才發(fā)現(xiàn);到2003年，科學(xué)家們測出人Y染色體的DNA序列,。
對男性的基因研究不僅有些結(jié)果有趣,，還出現(xiàn)過一個科學(xué)家在研究過程中敢于承
認錯誤，并繼續(xù)不斷研究的故事,，表現(xiàn)出符合一般傳統(tǒng)定義的“男子漢” 行為,。
每個正常人幾乎全部遺傳信息都存在于細胞核的46條染色體里(線粒體里面
還有少量)。這其中44條沒有性別差異,稱為常染色體,，而剩下兩條是有性別差異
的性染色體:一條是X,，一條是Y。女性有兩條X (記為XX）,，男性有一條X,，一條Y
（XY）。在進化過程中,，X和Y是來源于常染色體,，最初X和Y沒有差別,而以后Y特
異化,能夠確定雄性,并且以后還從X得到一些基因。所以要簡單說,，也可以說是
男性起源還依賴于女性(而不是圣經(jīng)上所謂女性來源于男性一根肋骨),，不過，人
類用的這套性別系統(tǒng),，不是首先起源于人類,、而是幾億年前（在還沒有人的時候）
起源于低等的動物。
人(和哺乳動物)的Y染色體還要其它怪異特性,。把Y和其它染色體粗粗比較起
來,它好像是一個總要“出人頭地”的顯性染色體:只要有它,，不管有沒有X，都
是男的。而相比而言,，有沒有X不能完全確定性別,，還要看有沒有Y，好象X要看Y
的臉色似的,。Y染色體又是自私的,，它的主要目的是使自己傳代，而不太照顧其
它染色體,。Y的存在只對Y自己重要,而其它染色體卻都對集體有積極貢獻,。包括X
在內(nèi)的所有其它染色體在男女兩性都存在,母親的X染色體既可以傳給兒子也可以
傳給女兒,而只有Y染色體拉幫結(jié)派: 只在男性里面有,只從父親傳給兒子。
Y是唯一一個對個體生存不必要的染色體,，人如果沒有X,，或者沒有其它任何
一對常染色體,人出生不了、在胚胎期就會死亡,。而沒有Y染色體卻對個體生存沒
有關(guān)系,，比如女性都沒有Y，卻照樣可以健康長壽,。其它染色體一般互相依靠,，
但是它們不依靠Y染色體。
Y染色體是最不合群的染色體,。所有其它染色體都有遺傳物質(zhì)互換(重組):常
染色體44條是配成22對,每對之間有DNA重組,。X染色體在女性配對也可以重組。
只有Y染色體特殊,它只存在于XY這樣的場合,而它卻在絕大部分區(qū)域不能和X重組,。
有重組可以使染色體上出現(xiàn)壞的突變后容易被進化選擇來淘汰,，從而保持染色體
的“活力”?？墒?，在進化過程中，Y染色體為了保持它所特有的決定男性的功
能,，它的重要區(qū)域和X染色體重組率減低到?jīng)]有，這樣Y染色體不能有效地更正錯
誤,、不斷出現(xiàn)缺損,，到現(xiàn)在人類Y染色體除了末端很少一段可以和X染色體重組以
外,絕大多數(shù)區(qū)域的Y染色體都不能和X染色體重組。結(jié)果是現(xiàn)代人的Y染色體已經(jīng)
比X染色體小很多了,。
Y染色體依靠其它染色體,、卻既不和其它染色體有一樣規(guī)模的重組、也不顧
其它染色體的意見,。在一定意義上,，可以說Y染色體好象是個寄生蟲似的。
尋找決定男子漢的基因本質(zhì)
1959年生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)Y染色體決定人（和老鼠）的男性特征后，人們就想知
道Y染色體上面有什么特定區(qū)域,、特定基因是決定男子漢的關(guān)鍵,。到1975年，
Wachtel等提出Y染色體上有一個組織相容性抗原的基因H-Y和男性決定有關(guān),。這
個假說流行近10年,到1984年被McLaren等證明是錯的,。
80年代美國麻省理工學(xué)院的佩基(David Page)領(lǐng)導(dǎo)的實驗室用現(xiàn)代分子遺傳
學(xué)方法尋找確定男性的基因。1986年他們發(fā)現(xiàn)Y染色體上一特定小段含有決定男
性的基因,。1987年他們認為這段里面一個特定的基因ZFY是決定男性的基因,。這
個結(jié)論的關(guān)鍵一步是靠一個病人的情況來確定的。這個病人表征是女的,，可是染
色體看上去是XY（不是正常女性的XX）,，原來她的Y染色體有異常：佩基等發(fā)現(xiàn)
她的Y上面有一小部分缺失,他們推斷這個缺失就應(yīng)該包含了決定男性的基因，因
為缺了這樣的基因,，即使有Y染色體的其它部分,，也不能產(chǎn)生男性特征。佩基等
在對應(yīng)于這個缺失段的正常男性Y染色體發(fā)現(xiàn)了ZFY基因,。這個結(jié)果發(fā)表后,，引起
很大興奮。隨后幾年,，他們和其他一些人在人和其它哺乳類甚至鳥類做了多個實
驗,，結(jié)果雖然不能證明，但是和ZFY就是確定哺乳類男性基因的結(jié)論是一致的,。
有許多學(xué)校和大小不等的科學(xué)會議都請佩基去演講,、介紹他們的工作。
在一陣熱鬧中,，澳大利亞的Sinclair實驗室1988年有一個和其他人不一樣的
發(fā)現(xiàn)：袋鼠類的ZFY基因不在Y染色體上,，而且根本不在性染色體上，而是在常染
色體上,。這個結(jié)果可以是因為ZFY不是確定男性的關(guān)鍵基因,，也就是說，佩基提
出的得到當(dāng)時許多結(jié)果支持（但沒有證明）的結(jié)論是不對的,。但是,，這個結(jié)果也
可以是因為袋鼠類不用ZFY來確定性別，已知動物性別確定機制在進化過程被發(fā)
明過好些次,，每次機制是可以不同的,，比如果蠅的Y染色體沒有確定雄性的基因。
ZFY到底是不是哺乳類男性的決定基因呢,？1990年,，澳大利亞女科學(xué)家
Marshall Graves 和英國的Lovell-Badge兩個實驗室發(fā)現(xiàn)另外一個基因SRY。這
個基因最終有多個證據(jù)表明是決定男性的基因，比如：如果XY的人其SRY基因一
個關(guān)鍵堿基突變,，就會變成女性,，如果把SRY基因?qū)氡緛響?yīng)該是雌性的老鼠，
可以使她變成雄性,。
那么,，佩基的ZFY是怎么回事呢？原來,，他們資料來源的病人比較特別,，她
的Y染色體不僅在佩基1987年看到的區(qū)域有缺損，還在另外一個區(qū)域有缺損,，而
后一個區(qū)域包含了SRY,，她的SRY缺損是變成女性的原因,而佩基1987年發(fā)現(xiàn)的ZFY
是在另外那個缺損區(qū)域,ZFY雖然缺損了,但這不是她變女性的原因。這樣一個壞
了兩段的病人比較少,分析一個區(qū)域后就做結(jié)論,讓研究走了彎路,。
受挫折以后的男子漢
一個被科學(xué)界和一般社會重視的結(jié)論,，被證明是錯誤的，對科學(xué)家來說,，一
般不是很好受,。其后許多年，佩基從學(xué)術(shù)界邀請的“熱門”人物,，有相當(dāng)?shù)慕禍亍?/p>
但是,，佩基并沒有退出積極的科學(xué)研究前沿。首先,，佩基實驗室1990年不是
堅持錯誤,，而是自己報道出錯的原因（兩個缺損中他們先撲向了一個錯的）。其
后,，他們開始的其它研究,，特別是Y染色體的基因組學(xué)研究。從1992年開始,他們
發(fā)表人類Y染色體的小段圖譜,2001年發(fā)表全部圖譜,。
2003年6月19日, 佩基實驗室和華盛頓大學(xué)基因測序中心的合作者們,發(fā)表了
Y染色體DNA序列及其分析,。其中很多有趣和重要的發(fā)現(xiàn)。染色體測序的文章對于
一般人包括一般生物學(xué)家來說,常常沒有什么趣味,而Y染色體測序結(jié)結(jié)果也許是
迄今人類基因組測序中結(jié)果最有趣的,。也可以說這些文章的發(fā)表使佩基等科學(xué)家
從十多年前重大挫折的陰影中走出來了,。
Y染色體上95%是男性特異區(qū)域,里面含和男性有關(guān)的基因,通共有156個轉(zhuǎn)錄
單位,有78個編碼蛋白質(zhì)的基因,最后是27個完全不同的蛋白。約10%的基因是近
幾百萬年才從X染色體移到Y(jié)染色體上來,還有20%是更早以前來自于X染色體,其余
是一些回文結(jié)構(gòu),。象中文詩詞玩文字游戲一樣,DNA的回文也是順過來和倒過去讀
都是一樣的序列。佩基等發(fā)現(xiàn)Y染色體的男性特異區(qū)域重復(fù)有回文結(jié)構(gòu),這是以前
科學(xué)家們沒有預(yù)計到的,。在技術(shù)上,重復(fù)結(jié)構(gòu)給測序帶來很多困難,。在科學(xué)上,這
些重復(fù)回文結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)對于理解Y染色體有很大幫助。
我們提到,Y染色體特怪,不和其它染色體進行DNA重組來交換遺傳物質(zhì)的。不
重組導(dǎo)致遺傳物質(zhì)缺乏活力,不斷積累壞的突變,、又不能有效獲得好的變化,。這
是Y染色體不斷走向滅亡的主要原因之一。佩基實驗室的研究發(fā)現(xiàn):Y染色體重復(fù)
有許多回文結(jié)構(gòu)的序列,并且這些重復(fù)的回文結(jié)構(gòu)有DNA重組能力(具體說叫“基
因轉(zhuǎn)換”),Y染色體自己的一段和另外一段之間進行重組,這樣靠自我重組來獲得
活力,。這是第一次知道Y染色體在其男性特異區(qū)域有重組,以前這段DNA被稱為非
重組區(qū)域,現(xiàn)在也就改名叫男性特異區(qū)域了,。這個自我重組能力是進化過程中Y用
來自救的重要機制。大規(guī)模的基因轉(zhuǎn)換在每一代男孩出現(xiàn),是新發(fā)現(xiàn),而且猜想常
染色體和X染色體上說不定也有些區(qū)域有基因轉(zhuǎn)換,給其它染色體也可能增加“活
力” ,。
Y染色體的命運：滅頂之災(zāi)
也許可以把Y染色體比喻成最不懂事的少年,。和人類所有的其它染色體相
比,Y是最年青的,它也將會是最早消亡的染色體,也就是說:Y是最短命的染色體。
在進化過中,，動物低等到一定程度以前沒有我們?nèi)祟愡@樣的Y染色體,比如果
蠅雖然有Y染色體,它卻和人類的Y沒有關(guān)系,而且也不是決定果蠅性別的原因,。果
蠅性別是靠比較X染色體和常染色體的比率來確定的。人類所用的Y染色體,是大
約三億一千萬年到一億七千萬年前開始和X染色體有不同,。那時是在鳥類出現(xiàn)以
后,。大約一億七千萬到一億三千萬年前,本來用于腦發(fā)育的SRY基因被Y染色體竊得,
開始被專門用于確定男性。以后因為Y染色體的自私行為,為了保持和鞏固男性特
異的基因,不斷壓制這個區(qū)域和其它染色體的重組,導(dǎo)致整個重組能力下降,下降
以后不能有效更正出問題的DNA,使DNA不斷變壞和縮短,而且本來全世界的Y和X比
起來就是低于一比三的劣勢,能活動的范圍小,。幾個原因綜合起來,結(jié)果是Y染色
體為了男性這一項而固執(zhí)蠻干,其它基因和序列不斷減少,到現(xiàn)在Y和它的”同伴”
X染色體比起來大小已經(jīng)差的很遠了:人X上有約一千五百個基因,Y上面不過幾十
個基因,。有朝一日Y染色體會失去決定男性的基因SRY。在有些鼠類動物,事實上
SRY基因已經(jīng)沒有了,。照它我行我素的行為,可以預(yù)計整個Y染色體也可能會消亡,。
2002年澳大利亞女科學(xué)家Marshall Graves推算:人類Y染色體滅亡的時間不出一
千萬年。
佩基等發(fā)現(xiàn)Y有自我重組以后,Y染色體滅亡的速度肯定要比以前預(yù)計的慢,有
位美國男科學(xué)家Hawley趕快說:Y染色體消亡是大大夸張的謠言,。不過有疑問是:Y
的自我重組效率一定能高到成功改變它終將滅亡的下場嗎?
綜合起來,可以比喻說: Y染色體貌似強大,要自己單獨決定性別,是因為它實
際上“心理”不安,怕滅亡,。而Y染色體的不合群、不和X重組,、專顧自己的自私
行為又正好是它滅亡的原因,。Y只好用自我重組來試圖挽救自己的命運。
不過如果沒有SRY或者Y染色體全部消亡后,人類就會免遭男性存在的騷擾嗎?
如果有人抱這樣的希望,可要失望了,。預(yù)計即使SRY沒有以后,會有其它基因來決
定男性,而現(xiàn)在的Y染色體沒有以后,可以有其它的染色體或者機構(gòu)來確定男性,。
所以如果人類能夠度過沒有Y染色體帶來的災(zāi)難的話,那將有極大的變化,出現(xiàn)種
屬變化,也就是說那以后的“人”,和我們現(xiàn)在的人,不是同一種屬了。
最后得說明,本文對男子漢這樣的詞匯完全沿用傳統(tǒng)定義,需要得到現(xiàn)代男女
平等主義者的諒解,。說佩基勇于承認錯誤,而且堅持研究的行為是男子漢的行為,
不是暗示女子不會有這樣的行為,只不過是作者沒有創(chuàng)造新詞匯的能力而偷懶借
用傳統(tǒng)詞匯而已,。最后附帶一個關(guān)于比較動物基因組的笑話,說是如果比較DNA序
列,那么男人和女人的差別可能要大于男人和男猩猩的差別,不過數(shù)量的差別,也
許沒有質(zhì)量的差別重要:不在于差多少,而在于差別在哪里。不相信這個說法的男
人可以和雄猩猩相處一定時間,如果發(fā)覺比和女人相處更容易,發(fā)個什么文章,、吸
引人們的口頭引用率可能不會低,。
Jacobs PA and Strong JA (1959). A case of human intersexuality
having a possible XXY sex-determining mechanism. Nature 183:302-303.
Ford CE, Jones KW, Polant PE, De Almeida JC, Briggs JH (1959). A
sex chrosome anomaly in a case gonadal dysgenesis (Turner’s syndrome).
Lancet 1:711-713.
Wachtel SS, Ono S, Koo GC, Boyse EA (1975). Possible role for H--Y
antigen in the primary determination of sex. Nature 257:235-6.
McLaren A, Simpson E, Tomonari K, Chandler P, Hogg H. (1984). Male
sexual differentiation in mice lacking H-Y antigen. Nature 312:552-5.
Page DC (1986). Sex reversal: deletion mapping the
male-determining function of the human Y chromosome. Cold Spring Harb
Symp Quant Biol 51:229-35.
Page DC, Mosher R, Simpson EM, Fisher EM, Mardon G, Pollack J,
McGillivray B, de la Chapelle A, Brown LG (1987). The sex-determining
region of the human Y chromosome encodes a finger protein. Cell
51:1091-104.
Sinclair AH, Foster JW, Spencer JA, Page DC, Palmer M, Goodfellow
PN, Graves JA (1988). Sequences homologous to ZFY, a candidate human
sex-determining gene, are autosomal in marsupials. Nature 336:780-3.
Mardon G, Mosher R, Disteche CM, Nishioka Y, McLaren A, Page DC
(1989). Duplication, deletion, and polymorphism in the sex-determining
region of the mouse Y chromosome. Science 243:78-80.
Mardon G, Page DC (1989）. The sex-determining region of the mouse
Y chromosome encodes a protein with a highly acidic domain and 13 zinc
fingers. Cell 56:765-70.
Schneider-Gadicke A, Beer-Romero P, Brown LG, Nussbaum R, Page DC
(1989). Human ZFX escapes X inactivation. Cell 57:1247-58.
Gubbay J, Collignon J, Koopman P, Capel B, Economou A, Munsterberg
A, Vivian N, Goodfellow P, Lovell-Badge R (1990). A gene mapping to
the sex-determining region of the mouse Y chromosome is a member of a
novel family of embryonically expressed genes. Nature 346:245-50.
Page DC, Fisher EM, McGillivray B, Brown LG (1990). Additional
deletion in sex-determining region of human Y chromosome resolves
paradox of X,t(Y;22) female. Nature 346:279-81.
McLaren A (1990). Sexual Sex determination. What makes a man a man?
Nature 346:216-7.
Foote S, Vollrath D, Hilton A, Page DC (1992). The human Y
chromosome: overlapping DNA clones spanning the euchromatic region.
Science 258:60-6.
Vollrath D, Foote S, Hilton A, Brown LG, Beer-Romero P, Bogan JS,
Page DC (1992). The human Y chromosome: a 43-interval map based on
naturally occurring deletions. Science 258:52-9.
Tilford CA, Kuroda-Kawaguchi T, Skaletsky H, Rozen S, Brown LG,
Rosenberg M, McPherson JD, Wylie K, Sekhon M, Kucaba TA, Waterston RH,
Page DC (2001). A physical map of the human Y chromosome. Nature
409:943-5.
Marshall Graves, JA (2002). The rise and fall of SRY. Trends Genet.
18:259-264 (2002).
Skaletsky H, Kuroda-Kawaguchi T, Minx PJ, Cordum HS, Hillier L,
Brown LG, Repping S, Pyntikova T, Ali J, Bieri T, Chinwalla A,
Delehaunty A, Delehaunty K, Du H, Fewell G, Fulton L, Fulton R, Graves
T, Hou SF, Latrielle P, Leonard S, Mardis E, Maupin R, McPherson J,
Miner T, Nash W, Nguyen C, Ozersky P, Pepin K, Rock S, Rohlfing T,
Scott K, Schultz B, Strong C, Tin-Wollam A, Yang SP, Waterston RH,
Wilson RK, Rozen S, Page DC (2003). The male-specific region of the
human Y chromosome is a mosaic of discrete sequence classes. Nature
423:825-37.
Rozen S, Skaletsky H, Marszalek JD, Minx PJ, Cordum HS, Waterston
RH, Wilson RK, Page DC (2003). Abundant gene conversion between arms
of palindromes in human and ape Y chromosomes. Nature 423:873-6.
Willard HF (2003). Tales of the Y chromosome. Nature 423:810-3.
Hawley RS (2003). The human Y chromosome: rumors of its death have
been greatly exaggerated. Cell 113:825-8.
2003年1月23日
(《南方周末》2004年2月19日以《男子漢：基因本質(zhì)及滅頂之災(zāi)》為題發(fā)表
刪節(jié)版)
