圖片來(lái)源：Pixabay
撰文 戚譯引
壽命與性別有著密切的關(guān)聯(lián)，不僅人類男性的平均壽命比女性要短，這一規(guī)律也適用于其他許多物種。以北方人廚房中常見(jiàn)的德國(guó)小蠊（Blattella germanica）為例，雌性的壽命足足比雄性要長(zhǎng)77%。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，這一規(guī)律可能和性染色體的構(gòu)成和形態(tài)有密切的關(guān)系。
這項(xiàng)研究于3月4日在Biology Letters發(fā)表。新南威爾士大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)比了哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類、爬行動(dòng)物和昆蟲(chóng)中的229個(gè)不同物種的壽命數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)擁有相同性染色體的性別壽命更長(zhǎng)，差異平均達(dá)到17.6%。不過(guò)這一差異還受到性別的影響。雖然對(duì)一些物種來(lái)說(shuō)雄性是具有相同性染色體的一方，并且壽命更長(zhǎng)，但它們所占優(yōu)勢(shì)仍然較小。
無(wú)保護(hù)的X染色體
我們知道對(duì)于人類而言，女性有相同的性染色體（XX），男性有不同的性染色體（XY），這套XY性別決定系統(tǒng)也適用于大多數(shù)哺乳動(dòng)物。而許多鳥(niǎo)類、爬行動(dòng)物、魚(yú)類和昆蟲(chóng)采用ZW性別決定系統(tǒng)，其中雄性擁有相同性染色體（ZZ），雌性有不同的性染色體（ZW）。
無(wú)論性染色體如何分配，擁有一對(duì)相同性染色體的稱為同配性別（homogametic sex），擁有不同染色體的稱為異配性別（heterogametic sex）。有證據(jù)表明，同配性別可能更容易抵御有害突變的影響，因?yàn)槿绻鸛或Z染色體上出現(xiàn)了有害的突變，它在異配性別中更容易得到表達(dá)。以人類紅綠色盲為例，這種疾病由 X 染色體上的隱性基因?qū)е?，因此男性發(fā)病率遠(yuǎn)高于女性。
根據(jù)這些現(xiàn)象，有人提出了“無(wú)保護(hù)的X染色體”假說(shuō)（unguarded X hypothesis），認(rèn)為異配性別更容易產(chǎn)生不利的形態(tài)和生理特征。例如鳥(niǎo)類中往往是雄性擁有艷麗的羽毛，而雌鳥(niǎo)相貌平平無(wú)奇。新南威爾士大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)希望在不同物種身上檢驗(yàn)這一假說(shuō)，探索異配性別的壽命是否比同配性別要短。
17.6%的差異
研究團(tuán)隊(duì)從大量論文、書(shū)籍和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取了不同物種的性染色體和壽命信息。由于研究只關(guān)注染色體決定性別的案例，雌雄同體或由環(huán)境決定性別的物種都被排除在外。最終，他們篩選出229個(gè)物種的兩性壽命數(shù)據(jù)，涉及8個(gè)不同的綱（哺乳綱、昆蟲(chóng)綱、爬行綱、輻鰭魚(yú)類、蛛形綱、鳥(niǎo)綱、軟骨魚(yú)綱、兩棲類）。
點(diǎn)擊圖片可放大查看。演化樹(shù)中從上到下依次是：靈長(zhǎng)類和智人、嚙齒類、鰭腳類（如海豹）、食肉哺乳動(dòng)物、有蹄類（如山羊）、鯨豚類、有袋類、鳥(niǎo)綱、爬行動(dòng)物和兩棲動(dòng)物、魚(yú)類（包括軟骨魚(yú)綱和輻鰭魚(yú)類）、鞘翅目、雙翅目、鱗翅目和其他無(wú)脊椎動(dòng)物。圖中藍(lán)色圓點(diǎn)代表雌性為同配性別的物種（例如人類），紅色菱形代表雄性為同配性別的物種（例如鳥(niǎo)類）；同配性別壽命更短的物種落在豎線左側(cè)，同配性別壽命更長(zhǎng)的物種落在豎線右側(cè)。｜圖片來(lái)自論文
分析發(fā)現(xiàn)，平均而言同配性別的壽命比異配性別要長(zhǎng)17.6%。這一差異在不同物種中波動(dòng)較大，并且和哪一方為同配性別有關(guān)。對(duì)于雌性為同配性別的物種，例如哺乳動(dòng)物以及部分爬行動(dòng)物、昆蟲(chóng)和魚(yú)類，兩性壽命差異平均達(dá)到20.9%，而對(duì)于鳥(niǎo)類、蝴蝶等雄性為同配性別的物種，兩性壽命的平均差異只有7.1%。
作者們總結(jié)：“這項(xiàng)研究首次提供了證據(jù)，表明在多個(gè)不同分類群中，異配性別相比同配性別死得更早?！彼麄冋J(rèn)為這為無(wú)保護(hù)的X染色體假說(shuō)提供了支持，但同樣提出了新的問(wèn)題——哪些因素決定了異配性別死得有多早？為什么當(dāng)雌性為異配性別的時(shí)候，兩性壽命的差異縮小了？
3種猜想
研究作者們認(rèn)為，Y染色體的衰退或許是導(dǎo)致雄性壽命縮短的一個(gè)原因。異配性別的性染色體組成有許多不同方式，有的物種缺失一條性染色體，如蟑螂中雌性的性染色體為XX，雄性為X0；有的物種擁有“偷工減料”的性染色體，例如人類的Y染色體比 X染色體要短許多；還有的物種擁有一對(duì)差異較大但體量相當(dāng)?shù)男匀旧w，比如鳥(niǎo)類的ZW染色體。作者們推測(cè)，相比性染色體差異較小的物種，性染色體高度退化或缺失的物種當(dāng)中兩性壽命差異更大。為了檢驗(yàn)這一觀點(diǎn)，接下來(lái)可以將性染色體形態(tài)和相對(duì)長(zhǎng)度納入分析，評(píng)估其對(duì)壽命的影響。
第二個(gè)可能原因是雌激素對(duì)端粒產(chǎn)生了保護(hù)作用。端粒是染色體末端的非編碼DNA，具有保護(hù)編碼區(qū)DNA的作用。端粒損傷被認(rèn)為與衰老和壽命縮短有關(guān)，而有研究表明雌激素能夠大幅提高端粒酶的活性，進(jìn)而促進(jìn)端粒修復(fù)。研究作者指出，他們并不確定雌激素對(duì)于研究中各個(gè)物種的重要性，但這一現(xiàn)象或許能夠解釋為什么對(duì)于雌性為異配性別的物種，兩性壽命的差異比較小。
個(gè)體的壽命還與環(huán)境和行為有密切的關(guān)聯(lián)，這引出了第三個(gè)可能原因：在大多數(shù)物種中，雄性面臨更激烈的生殖競(jìng)爭(zhēng)。研究作者指出，雄性往往會(huì)爭(zhēng)搶雌性配偶或領(lǐng)地，以獲得交配機(jī)會(huì)，這個(gè)過(guò)程將促使它們采取高風(fēng)險(xiǎn)行為；而雌性通常要付出更多的親代投資，養(yǎng)育每個(gè)后代的成本更高，這使得它們傾向于采取低風(fēng)險(xiǎn)行為。此外，性選擇還可能令雄性消耗額外的能量，比如一些雄鳥(niǎo)艷麗的羽毛和復(fù)雜的求偶展示?？偠灾赃x擇會(huì)提高雄性的死亡率，進(jìn)而拉低這個(gè)群體的相對(duì)壽命。
總而言之，關(guān)于性染色體形態(tài)和壽命的關(guān)聯(lián)，我們目前了解的還很少。研究作者認(rèn)為繼續(xù)探索這一課題“或許能為如何延長(zhǎng)壽命指出方向”。但是如果長(zhǎng)壽真的和性染色體有關(guān)，改變起來(lái)好像有點(diǎn)難啊……
相關(guān)論文：
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
參考來(lái)源：
https://www.sciencemag.org/news/2020/03/secret-long-life-matching-sex-chromosomes
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