一条染色体的衰退，决定了寿命的性别差异？

科普小知识2021-09-19 04:02:08

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在动物界的许多其他物种中，寿命方面的性别差异也存在。是什么导致了这种现象？现在，一项研究首次探索了性染色体形态和寿命之间的关系。

来源:皮克斯拜

我们知道男人的平均寿命比女人短。在动物界的许多其他物种中，寿命方面的性别差异也存在。是什么导致了这种现象？现在，一项研究首次探索了性染色体形态和寿命之间的关系。

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来源|研究圈(身份证:柯延宽)

预期寿命与性别密切相关。不仅男性的平均寿命比女性短，这条规则也适用于许多其他物种。以北方人厨房里常见的德国小蠊为例，雌性的寿命比雄性长77%。最近的一项研究发现，这一规则可能与性染色体的构成和形态密切相关。

这项研究发表在3月4日的《生物学快报》上。新南威尔士大学的研究小组比较了哺乳动物、鸟类、爬行动物和昆虫的229种不同物种的预期寿命数据，发现具有相同性别染色体的性别预期寿命更长，平均差异为17.6%。然而，这种差异也受到性别的影响。尽管雄性有相同的性别染色体，而且某些物种寿命更长，但它们的优势仍然很小。

“未受保护的x染色体”

我们知道，对于人类来说，女性有相同的性染色体，而男性有不同的性染色体。这种XY性别决定系统也适用于大多数哺乳动物。然而，许多鸟类、爬行动物、鱼类和昆虫都采用ZW性别决定系统，其中雄性具有相同的性染色体，而雌性具有不同的性染色体。

不管性染色体是如何分布的，那些具有一对相同性染色体的被称为同配性，那些具有不同染色体的被称为异配性。有证据表明，纯合性可能对有害突变更有抵抗力，因为如果有害突变发生在X或Z染色体上，它更容易在杂合性中表达。以人类红绿色盲为例，这种疾病是由X染色体上的隐性基因引起的，所以男性的发病率远远高于女性。

一条染色体的衰退，决定了寿命的性别差异？

来源:皮克斯拜

根据这些现象，有人提出了“无保护的X染色体”假说(unguarded X假说)，认为杂合子性更容易产生不利的形态和生理特征。例如，在鸟类中，雄性通常有华丽的羽毛，而雌性外表普通。新南威尔士大学的研究小组希望在不同的物种上测试这一假设，并探索杂合子性别的寿命是否比纯合子性别短。

17.6%的差异

该研究小组从大量论文、书籍和在线数据库中提取了不同物种的性染色体和寿命信息。由于该研究只关注染色体决定的情况，两性体或其他由环境决定的物种被排除在外。最后，他们筛选了229个物种的寿命数据，涵盖了8个不同的类别(哺乳动物、昆虫学、爬行动物、放射鳍鱼类、蛛形纲动物、鸟类学、软骨鱼类、两栖动物)。

一条染色体的衰退，决定了寿命的性别差异？

点击图片放大。在进化树中从上到下是灵长类和智人、啮齿动物、鳍状肢(如海豹)、食肉哺乳动物、有蹄类(如山羊)、鲸目动物、有袋动物、鸟类、爬行动物和两栖动物、鱼类(包括软骨鱼类和放射鳍鱼类)、鞘翅目、双翅目、鳞翅目和其他无脊椎动物。在图中，蓝点代表物种(如人类)，其中女性是同性，而红钻代表物种(如鸟类)，其中男性是同性。同性寿命较短的物种落在垂直线的左侧，而同性寿命较长的物种落在垂直线的右侧。|报纸图片

分析发现，平均而言，同性的寿命比异性长17.6%。这种差异在不同物种之间波动很大，并且与哪个性别相同有关。对于雌性为同性的物种，如哺乳动物和一些爬行动物、昆虫和鱼类，两性之间的平均预期寿命差异为20.9%，而对于雄性为同性的物种，如鸟类和蝴蝶，两性之间的平均预期寿命差异仅为7.1%。

作者总结道:“这项研究首次提供了证据，证明在许多不同的分类群中，杂合子比纯合子早死亡。”他们认为这支持了无保护的X染色体假说，但也提出了一个新的问题——哪些因素决定了杂合子性死亡的早期？为什么不同性别的女性预期寿命的差异会减小？

三个猜想

这项研究的作者认为Y染色体的减少可能是缩短男性寿命的原因之一。杂合子性别有许多不同形式的性染色体组成。一些物种缺少一条性染色体。例如，雌性蟑螂的性染色体是XX，雄性蟑螂的性染色体是X0。有些物种有“偷工减料”的性染色体。例如，人类的Y染色体比X染色体短得多。其他物种有一对非常不同但大小相当的性染色体，如鸟类的ZW染色体。作者推测，与性染色体差异较小的物种相比，性染色体高度退化或缺失的物种在寿命上的差异更大。为了验证这一观点，可以将性染色体形态和相对长度纳入分析，以评估其对寿命的影响。

第二个可能的原因是雌激素对端粒有保护作用。端粒是染色体末端的非编码DNA，具有保护编码区DNA的功能。端粒损伤被认为与衰老和寿命缩短有关，一些研究表明雌激素可以显著提高端粒酶活性，从而促进端粒修复。研究作者指出，他们不确定雌激素对被研究物种的重要性，但这一现象可以解释为什么雌性杂合子物种的两性预期寿命差异相对较小。

个体寿命也与环境和行为密切相关，这导致了第三个可能的原因:大多数物种的雄性面临更激烈的生殖竞争。该研究的作者指出，雄性常常为了获得交配机会而争夺雌性的配偶或领地，这一过程将促使它们采取高风险行为。另一方面，雌性通常不得不支付更多的父母投资，抚养每个后代的成本更高，这使得它们倾向于采取低风险行为。此外，性别选择也可能导致雄性消耗额外的能量，比如一些雄性鸟华丽的羽毛和复杂的求爱表现。总之，性别选择会增加男性死亡率，从而降低这个群体的相对寿命。

总而言之，我们对性染色体形态和寿命之间的关系仍然知之甚少。该研究的作者认为，继续探索这个话题“可能会为如何延长寿命指明方向”。但是如果寿命真的与性染色体有关，那么改变它似乎有点困难。