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人分男女，鳥有雌雄！決定動物性別的機制是什么？
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眾所周知，在地球上現(xiàn)存的百多萬動物中，除了一些靠無性繁殖及一些雌雄同體的低等種類以外，凡是靠有性生殖來繁衍后代的種類，大多有雌雄個體之別。雌性的個體的體內具有卵巢，而雄性個體則具有精巢。到了成熟期，雌性體內懷有成熟的卵子。而雄性的精巢則產生大量的精子。這時，雌雄動物都有求偶和交配的行為。交配后無論是在體內或體外受精，新的生命都始于精卵的結合過程。除了極少數(shù)的雌核發(fā)育動物以外，新的胚胎服從于精核和卵核所攜帶的遺傳信息的指令而進行分化和發(fā)育，最后形成新一代的生命。眾多新生的個體也有雌雄之別，由此保證了物種的代代生息繁衍。
那么，動物的雌雄個體是如何產生的呢？或者說，動物之所以呈現(xiàn)為雌性，是由什么決定的呢？這是人們普遍感興趣的古老問題。19世紀細胞學說的建立，為人們深入深入研究這個問題提供了有利條件；而近幾十年來，由于細胞培養(yǎng)和染色體制片技術的發(fā)展，使人們終于發(fā)現(xiàn)，動物之所以分為雌雄，是由細胞中的染色體決定的。其中又可以分為兩種情況：有一些動物，如哺乳動物（包括人類）和某些昆蟲（比如果蠅），它們的雄性個體的染色體中有兩條無法配對的形態(tài)特異的染色體，一條稱為X染色體，另一條為Y染色體（它們的雌性則有兩條X染色體）。還有另一些動物，如爬行動物和鳥類，它們的雌性個體的細胞中，有一對無法配對的染色體，稱為ZW染色體（它們的雄性個體具有一對ZZ染色體）。
具有XY染色體的雄性動物，在細胞行減數(shù)分裂時，能產生或攜帶Y染色體或攜帶X染色體的兩種精子（一般來說，這兩種精子的數(shù)量相等）。當攜帶Y染色體的精子與卵子結合時，胚胎就發(fā)育成具有XY染色體的雄性個體。而當攜帶X染色體的精子與卵子結合時，胚胎發(fā)育成具有XX染色體的雌性個體。
與這類動物的情況相反，具有ZW染色體的雌性異型動物，則是由卵核所攜帶染色體來決定性別：當胚胎的性染色體為ZW時，就發(fā)育成雌性；而當胚胎的性染色體為ZZ時，就發(fā)育成雄性。
當然，也有少數(shù)例外的，如蚱蜢等的雄性比雌性少一條染色體，即XO，而雌性的性染色體則為XX。
此外，某些昆蟲如螞蟻和蜜蜂，它們的性別決定更為特別。這些昆蟲的未受精卵發(fā)育成雄性，受精卵才發(fā)育成雌性。因此，雄蜂（或雄蟻）是單倍體，而雌蜂（或雌蟻）則是正常的二倍體。雌蜂（或雌蟻）還由于營養(yǎng)等級的不同，少數(shù)發(fā)育成蜂皇（或蟻后），大多數(shù)都發(fā)育成工蜂（或工蟻）。
實際上，很多動物的染色體，從形態(tài)上是分辨不出雄性異型或雌性異型的，也就是說，從形態(tài)上分辨不出性染色體。
關于染色體的真正功能，直至本世紀50年代末才比較清楚。正常人的染色體有46條，其中包括XY或XX兩條性染色體。研究者分析了一些具有48條染色體（性染色體為XXXY）或49條染色體（XXXXY）的超數(shù)染色體病例，發(fā)現(xiàn)這些人都為男性。盡管發(fā)育有些遲緩。由此得出結論，一個Y染色體足夠誘導胚胎的發(fā)育朝雄性方向分化?，F(xiàn)在知道，Y染色體上具有稱為SRY(sex determination region Y)的特異DNA序列，具有這種序列的染色體，在胚胎期就能啟動雄性激素的合成，進而促使性別朝雄性的方向分化，雄性的內外器官開始發(fā)育。精巢形成后，又能不斷產生雄性激素，更進一步促使雄性內外器官的繼續(xù)發(fā)育。不具SRY特異序列的染色體（即XX型），胚胎時即合成雌性激素。雌性激素誘導胚胎朝雌性方向分化、發(fā)育，形成雌性的內外器官。卵巢形成后又不斷分泌雌性激素，進一步促使胚胎朝雌性方向發(fā)育。
在雌性異型的動物中，如蛇、龜和鳥類等，雌性個體的性染色體的性染色體為ZW型雄性的性染色體為ZZ型。W染色體上含有大量稱為Bkm的DNA重復序列。與哺乳類動物相反，具有W染色體的胚胎，在早期就能合成雌性激素，誘導胚胎朝雌性方向分化、發(fā)育。不具W染色體，只具有Z染色體的胚胎就只合成雄性激素，并誘導胚胎向雄性方向發(fā)展。
人們的研究還發(fā)現(xiàn)，某些爬行動物，如龜、蛇和蜥蜴等，受精卵孵化時的溫度，能影響胚胎性別分化方向。即使具有雌性性染色體（W）的海龜受精卵，在低溫孵化條件下，可以全部發(fā)育成雄性；而在高溫孵化條件下，具有雄性染色體（ZZ）的受精卵可孵化出全部雄性的幼龜。當然，這僅僅是生理表型的改變，孵化溫度并不能改變胚胎原有的性染色體。
從以上介紹可以看出，決定動物性別分化的機制是比較復雜的，它是由遺傳、環(huán)境和生理因素相互作用的結果。不過就哺乳動物來說，性別分化主要是由遺傳因素，即性染色體所決定的。
（原載《科技日報》1996年12月22日“大千巡覓”）
那么，動物的雌雄個體是如何產生的呢？或者說，動物之所以呈現(xiàn)為雌性，是由什么決定的呢？這是人們普遍感興趣的古老問題。19世紀細胞學說的建立，為人們深入深入研究這個問題提供了有利條件；而近幾十年來，由于細胞培養(yǎng)和染色體制片技術的發(fā)展，使人們終于發(fā)現(xiàn)，動物之所以分為雌雄，是由細胞中的染色體決定的。其中又可以分為兩種情況：有一些動物，如哺乳動物（包括人類）和某些昆蟲（比如果蠅），它們的雄性個體的染色體中有兩條無法配對的形態(tài)特異的染色體，一條稱為X染色體，另一條為Y染色體（它們的雌性則有兩條X染色體）。還有另一些動物，如爬行動物和鳥類，它們的雌性個體的細胞中，有一對無法配對的染色體，稱為ZW染色體（它們的雄性個體具有一對ZZ染色體）。
具有XY染色體的雄性動物，在細胞行減數(shù)分裂時，能產生或攜帶Y染色體或攜帶X染色體的兩種精子（一般來說，這兩種精子的數(shù)量相等）。當攜帶Y染色體的精子與卵子結合時，胚胎就發(fā)育成具有XY染色體的雄性個體。而當攜帶X染色體的精子與卵子結合時，胚胎發(fā)育成具有XX染色體的雌性個體。
與這類動物的情況相反，具有ZW染色體的雌性異型動物，則是由卵核所攜帶染色體來決定性別：當胚胎的性染色體為ZW時，就發(fā)育成雌性；而當胚胎的性染色體為ZZ時，就發(fā)育成雄性。
當然，也有少數(shù)例外的，如蚱蜢等的雄性比雌性少一條染色體，即XO，而雌性的性染色體則為XX。
此外，某些昆蟲如螞蟻和蜜蜂，它們的性別決定更為特別。這些昆蟲的未受精卵發(fā)育成雄性，受精卵才發(fā)育成雌性。因此，雄蜂（或雄蟻）是單倍體，而雌蜂（或雌蟻）則是正常的二倍體。雌蜂（或雌蟻）還由于營養(yǎng)等級的不同，少數(shù)發(fā)育成蜂皇（或蟻后），大多數(shù)都發(fā)育成工蜂（或工蟻）。
實際上，很多動物的染色體，從形態(tài)上是分辨不出雄性異型或雌性異型的，也就是說，從形態(tài)上分辨不出性染色體。
關于染色體的真正功能，直至本世紀50年代末才比較清楚。正常人的染色體有46條，其中包括XY或XX兩條性染色體。研究者分析了一些具有48條染色體（性染色體為XXXY）或49條染色體（XXXXY）的超數(shù)染色體病例，發(fā)現(xiàn)這些人都為男性。盡管發(fā)育有些遲緩。由此得出結論，一個Y染色體足夠誘導胚胎的發(fā)育朝雄性方向分化?，F(xiàn)在知道，Y染色體上具有稱為SRY(sex determination region Y)的特異DNA序列，具有這種序列的染色體，在胚胎期就能啟動雄性激素的合成，進而促使性別朝雄性的方向分化，雄性的內外器官開始發(fā)育。精巢形成后，又能不斷產生雄性激素，更進一步促使雄性內外器官的繼續(xù)發(fā)育。不具SRY特異序列的染色體（即XX型），胚胎時即合成雌性激素。雌性激素誘導胚胎朝雌性方向分化、發(fā)育，形成雌性的內外器官。卵巢形成后又不斷分泌雌性激素，進一步促使胚胎朝雌性方向發(fā)育。
在雌性異型的動物中，如蛇、龜和鳥類等，雌性個體的性染色體的性染色體為ZW型雄性的性染色體為ZZ型。W染色體上含有大量稱為Bkm的DNA重復序列。與哺乳類動物相反，具有W染色體的胚胎，在早期就能合成雌性激素，誘導胚胎朝雌性方向分化、發(fā)育。不具W染色體，只具有Z染色體的胚胎就只合成雄性激素，并誘導胚胎向雄性方向發(fā)展。
人們的研究還發(fā)現(xiàn)，某些爬行動物，如龜、蛇和蜥蜴等，受精卵孵化時的溫度，能影響胚胎性別分化方向。即使具有雌性性染色體（W）的海龜受精卵，在低溫孵化條件下，可以全部發(fā)育成雄性；而在高溫孵化條件下，具有雄性染色體（ZZ）的受精卵可孵化出全部雄性的幼龜。當然，這僅僅是生理表型的改變，孵化溫度并不能改變胚胎原有的性染色體。
從以上介紹可以看出，決定動物性別分化的機制是比較復雜的，它是由遺傳、環(huán)境和生理因素相互作用的結果。不過就哺乳動物來說，性別分化主要是由遺傳因素，即性染色體所決定的。
（原載《科技日報》1996年12月22日“大千巡覓”）
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