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人分男女，鸟有雌雄！决定动物性别的机制是什么？
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众所周知，在地球上现存的百多万动物中，除了一些靠无性繁殖及一些雌雄同体的低等种类以外，凡是靠有性生殖来繁衍后代的种类，大多有雌雄个体之别。雌性的个体的体内具有卵巢，而雄性个体则具有精巢。到了成熟期，雌性体内怀有成熟的卵子。而雄性的精巢则产生大量的精子。这时，雌雄动物都有求偶和交配的行为。交配后无论是在体内或体外受精，新的生命都始于精卵的结合过程。除了极少数的雌核发育动物以外，新的胚胎服从于精核和卵核所携带的遗传信息的指令而进行分化和发育，最后形成新一代的生命。众多新生的个体也有雌雄之别，由此保证了物种的代代生息繁衍。
那么，动物的雌雄个体是如何产生的呢？或者说，动物之所以呈现为雌性，是由什么决定的呢？这是人们普遍感兴趣的古老问题。19世纪细胞学说的建立，为人们深入深入研究这个问题提供了有利条件；而近几十年来，由于细胞培养和染色体制片技术的发展，使人们终于发现，动物之所以分为雌雄，是由细胞中的染色体决定的。其中又可以分为两种情况：有一些动物，如哺乳动物（包括人类）和某些昆虫（比如果蝇），它们的雄性个体的染色体中有两条无法配对的形态特异的染色体，一条称为X染色体，另一条为Y染色体（它们的雌性则有两条X染色体）。还有另一些动物，如爬行动物和鸟类，它们的雌性个体的细胞中，有一对无法配对的染色体，称为ZW染色体（它们的雄性个体具有一对ZZ染色体）。
具有XY染色体的雄性动物，在细胞行减数分裂时，能产生或携带Y染色体或携带X染色体的两种精子（一般来说，这两种精子的数量相等）。当携带Y染色体的精子与卵子结合时，胚胎就发育成具有XY染色体的雄性个体。而当携带X染色体的精子与卵子结合时，胚胎发育成具有XX染色体的雌性个体。
与这类动物的情况相反，具有ZW染色体的雌性异型动物，则是由卵核所携带染色体来决定性别：当胚胎的性染色体为ZW时，就发育成雌性；而当胚胎的性染色体为ZZ时，就发育成雄性。
当然，也有少数例外的，如蚱蜢等的雄性比雌性少一条染色体，即XO，而雌性的性染色体则为XX。
此外，某些昆虫如蚂蚁和蜜蜂，它们的性别决定更为特别。这些昆虫的未受精卵发育成雄性，受精卵才发育成雌性。因此，雄蜂（或雄蚁）是单倍体，而雌蜂（或雌蚁）则是正常的二倍体。雌蜂（或雌蚁）还由于营养等级的不同，少数发育成蜂皇（或蚁后），大多数都发育成工蜂（或工蚁）。
实际上，很多动物的染色体，从形态上是分辨不出雄性异型或雌性异型的，也就是说，从形态上分辨不出性染色体。
关于染色体的真正功能，直至本世纪50年代末才比较清楚。正常人的染色体有46条，其中包括XY或XX两条性染色体。研究者分析了一些具有48条染色体（性染色体为XXXY）或49条染色体（XXXXY）的超数染色体病例，发现这些人都为男性。尽管发育有些迟缓。由此得出结论，一个Y染色体足够诱导胚胎的发育朝雄性方向分化。现在知道，Y染色体上具有称为SRY(sex determination region Y)的特异DNA序列，具有这种序列的染色体，在胚胎期就能启动雄性激素的合成，进而促使性别朝雄性的方向分化，雄性的内外器官开始发育。精巢形成后，又能不断产生雄性激素，更进一步促使雄性内外器官的继续发育。不具SRY特异序列的染色体（即XX型），胚胎时即合成雌性激素。雌性激素诱导胚胎朝雌性方向分化、发育，形成雌性的内外器官。卵巢形成后又不断分泌雌性激素，进一步促使胚胎朝雌性方向发育。
在雌性异型的动物中，如蛇、龟和鸟类等，雌性个体的性染色体的性染色体为ZW型雄性的性染色体为ZZ型。W染色体上含有大量称为Bkm的DNA重复序列。与哺乳类动物相反，具有W染色体的胚胎，在早期就能合成雌性激素，诱导胚胎朝雌性方向分化、发育。不具W染色体，只具有Z染色体的胚胎就只合成雄性激素，并诱导胚胎向雄性方向发展。
人们的研究还发现，某些爬行动物，如龟、蛇和蜥蜴等，受精卵孵化时的温度，能影响胚胎性别分化方向。即使具有雌性性染色体（W）的海龟受精卵，在低温孵化条件下，可以全部发育成雄性；而在高温孵化条件下，具有雄性染色体（ZZ）的受精卵可孵化出全部雄性的幼龟。当然，这仅仅是生理表型的改变，孵化温度并不能改变胚胎原有的性染色体。
从以上介绍可以看出，决定动物性别分化的机制是比较复杂的，它是由遗传、环境和生理因素相互作用的结果。不过就哺乳动物来说，性别分化主要是由遗传因素，即性染色体所决定的。
（原载《科技日报》1996年12月22日“大千巡觅”）
那么，动物的雌雄个体是如何产生的呢？或者说，动物之所以呈现为雌性，是由什么决定的呢？这是人们普遍感兴趣的古老问题。19世纪细胞学说的建立，为人们深入深入研究这个问题提供了有利条件；而近几十年来，由于细胞培养和染色体制片技术的发展，使人们终于发现，动物之所以分为雌雄，是由细胞中的染色体决定的。其中又可以分为两种情况：有一些动物，如哺乳动物（包括人类）和某些昆虫（比如果蝇），它们的雄性个体的染色体中有两条无法配对的形态特异的染色体，一条称为X染色体，另一条为Y染色体（它们的雌性则有两条X染色体）。还有另一些动物，如爬行动物和鸟类，它们的雌性个体的细胞中，有一对无法配对的染色体，称为ZW染色体（它们的雄性个体具有一对ZZ染色体）。
具有XY染色体的雄性动物，在细胞行减数分裂时，能产生或携带Y染色体或携带X染色体的两种精子（一般来说，这两种精子的数量相等）。当携带Y染色体的精子与卵子结合时，胚胎就发育成具有XY染色体的雄性个体。而当携带X染色体的精子与卵子结合时，胚胎发育成具有XX染色体的雌性个体。
与这类动物的情况相反，具有ZW染色体的雌性异型动物，则是由卵核所携带染色体来决定性别：当胚胎的性染色体为ZW时，就发育成雌性；而当胚胎的性染色体为ZZ时，就发育成雄性。
当然，也有少数例外的，如蚱蜢等的雄性比雌性少一条染色体，即XO，而雌性的性染色体则为XX。
此外，某些昆虫如蚂蚁和蜜蜂，它们的性别决定更为特别。这些昆虫的未受精卵发育成雄性，受精卵才发育成雌性。因此，雄蜂（或雄蚁）是单倍体，而雌蜂（或雌蚁）则是正常的二倍体。雌蜂（或雌蚁）还由于营养等级的不同，少数发育成蜂皇（或蚁后），大多数都发育成工蜂（或工蚁）。
实际上，很多动物的染色体，从形态上是分辨不出雄性异型或雌性异型的，也就是说，从形态上分辨不出性染色体。
关于染色体的真正功能，直至本世纪50年代末才比较清楚。正常人的染色体有46条，其中包括XY或XX两条性染色体。研究者分析了一些具有48条染色体（性染色体为XXXY）或49条染色体（XXXXY）的超数染色体病例，发现这些人都为男性。尽管发育有些迟缓。由此得出结论，一个Y染色体足够诱导胚胎的发育朝雄性方向分化。现在知道，Y染色体上具有称为SRY(sex determination region Y)的特异DNA序列，具有这种序列的染色体，在胚胎期就能启动雄性激素的合成，进而促使性别朝雄性的方向分化，雄性的内外器官开始发育。精巢形成后，又能不断产生雄性激素，更进一步促使雄性内外器官的继续发育。不具SRY特异序列的染色体（即XX型），胚胎时即合成雌性激素。雌性激素诱导胚胎朝雌性方向分化、发育，形成雌性的内外器官。卵巢形成后又不断分泌雌性激素，进一步促使胚胎朝雌性方向发育。
在雌性异型的动物中，如蛇、龟和鸟类等，雌性个体的性染色体的性染色体为ZW型雄性的性染色体为ZZ型。W染色体上含有大量称为Bkm的DNA重复序列。与哺乳类动物相反，具有W染色体的胚胎，在早期就能合成雌性激素，诱导胚胎朝雌性方向分化、发育。不具W染色体，只具有Z染色体的胚胎就只合成雄性激素，并诱导胚胎向雄性方向发展。
人们的研究还发现，某些爬行动物，如龟、蛇和蜥蜴等，受精卵孵化时的温度，能影响胚胎性别分化方向。即使具有雌性性染色体（W）的海龟受精卵，在低温孵化条件下，可以全部发育成雄性；而在高温孵化条件下，具有雄性染色体（ZZ）的受精卵可孵化出全部雄性的幼龟。当然，这仅仅是生理表型的改变，孵化温度并不能改变胚胎原有的性染色体。
从以上介绍可以看出，决定动物性别分化的机制是比较复杂的，它是由遗传、环境和生理因素相互作用的结果。不过就哺乳动物来说，性别分化主要是由遗传因素，即性染色体所决定的。
（原载《科技日报》1996年12月22日“大千巡觅”）
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