与许多动物不同,人类婴儿的性别比为 1:1。但是为什么?

我们知道男孩和女孩的产生频率大致相同。但是,如何以及为什么实现这种 1:1 的比例呢?

一个新论文在庞大的人类数据集中搜索使 1:1 性别比失衡的基因变异,并测试性别比的生物学和理论规则。

是什么产生了 1:1 的性别比?

早期的科学家认为上帝的旨意确保了“每个雄性都应该有其雌性”。

当然,我们现在知道性染色体是性别的真正决定因素.女性有两条 X 染色体;雄性有一个 X 和一个雄性特异性 Y。

Y 携带一个称为 SRY 的男性决定基因,该基因启动细胞脊分化为睾丸。胚胎睾丸产生雄性激素,引导胚胎发育为男孩。如果没有 SRY,则会激活形成卵巢的替代途径,胚胎发育成女孩。

1:1 的比例是 X 和 Y 染色体在精子和卵子中的分布方式的结果。我们的细胞都有两组构成我们基因组的染色体,每组来自父母。

一种特殊类型的细胞分裂使精子和卵子只有一组染色体,因此受精卵再次有两组(一组来自精子,另一组来自卵子)。

因此,精子都得到每条染色体的单个副本——并且只有一条性染色体,要么是 X 要么是 Y。XX 女性用一组染色体制造卵子,所有这些染色体都带有 X。

当精子使卵子受精时,精子携带的性染色体决定了婴儿的性别。从母亲那里获得一个 X 和从父亲那里获得另一个 X 的胚胎注定是 XX 女孩,而接受携带 Y 的精子的胚胎将发育为 XY 男孩。

因此,精子中 1:1 的 XY 比例应该产生 XX 女孩和 XY 男孩的 1:1 比例。

性别比变化

但是在动物王国中,1:1 的比例有很多例外。有些基因突变会破坏 X 和 Y 的有序分离,或者优先杀死雄性或雌性胚胎。

为什么性别比例无论如何都应该卡在 1:1 呢?毕竟,少数雄性可以使许多雌性的卵受精。

事实上,对于许多动物来说,性别比例不平等是常态。例如,老鼠大小的有袋动物Antechinus stuartii 斯图尔特仅产生 32% 的雄性,即使在出生时进行评估(所以并不是说男婴死亡更频繁)。

许多鸟类的性别比例远非 1:1,有些表现出非常具体的适应能力,具有生态意义。例如,第二个孵化的笑翠鸟雏鸟,面临较低的生存机会,是通常为女性,最有可能存活的性别。

还有非标准性染色体系统。例如,极地哺乳动物和奇怪的啮齿动物以突变的 X 染色体压制 SRY 形成可生育的 XY 雌性的系统而闻名,或者 SRY 的突变版本不起作用。

在这些物种中,雌性占主导地位,这对于必须在短暂的夏天完成所有繁殖的哺乳动物来说是有道理的。

昆虫占据了蛋糕。一个极端的情况是一种产生 15 只雌性比 1 只雄性的螨虫。在许多果蝇物种中,95% 的精子携带 X 染色体,所以后代主要是雌性。

为什么人类的性别比是 1:1?费舍尔原则

那么,如果性别比例如此具有可塑性,为什么人类(和大多数哺乳动物)要追求 1:1 的比例呢?伟大的英国统计学家罗纳德·费舍尔 (Ronald Fisher) 提出:比率是自我修正的并且将趋向于 1:1,除非有进化力量选择扭曲。

论点很简单。鉴于每个婴儿都必须有母亲和父亲,如果一种性别有缺陷,稀有性别的父母将比更常见性别的父母拥有更多的孙子孙女。

例如,如果男性是比较稀有的性别,那么偶然生下儿子多于女儿的父母会比生出女儿多的父母留下更多的孙子孙女。因此,产生儿子的基因将得到提升,直到达到胎次。

那么,我们是否看到人类儿子与女儿的家庭性别比与 1:1 的可衡量和可遗传的偏差?费舍尔原理呢——是否有任何证据表明强大的进化效应将人类人口性别比限制在 1:1?

本周发布的新研究密歇根大学的研究人员 Siliang Song 和 Jianzhi Zhang 对来自英国的大量人类数据集进行了详尽的检查,发现答案是否定的。

他们确实确定了两个影响性别比的基因变异,但这些变异似乎没有通过家庭传递。

那么,为什么人类要遵守 1:1 规则呢?这只是统计上的假象,因为任何一个家庭的孩子都相对较少,以至于即使 1:1 的比例相差很大,也会在许多家庭中被抵消?

一些家庭的基因变异可以产生比女儿多的儿子,但其他家庭产生的女儿多于儿子。Song 和 Zhang 的分析表明,这种高度可变性是证明任何系统性偏倚的问题的一部分。

另一种可能性是人类面临特殊的进化限制。也许人类一夫一妻制的倾向给人类带来了额外的进化压力,要求他们以一种不适用于其他动物物种的方式遵守费舍尔原则。

无论答案如何,Song 和 Zhang 的这篇论文提出了许多有趣的问题,并将成为进一步研究人类性别比例平等这一长期而迷人的问题的刺激。

珍妮·格雷夫斯,杰出遗传学教授和副校长研究员,拉筹伯大学亚瑟·乔治,保护与生态遗传学中心杰出教授,堪培拉大学

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