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根據世界衛(wèi)生組織2016年的數據,全球人口平均預期壽命為72.0歲,男性的平均預期壽命是69.8歲,女性的是74.2歲。
人們發(fā)現,平均而言,女性似乎一直比男性更長壽。有一些流行的理論試圖為這種差異提供一些解釋,比如有人認為男性可能承擔更大的風險,在社會中他們更有可能從事更為危險的工作,男性也更喜歡喝酒和抽煙,又更不愛聽從醫(yī)生的勸告。
其實人類并非特例。在動物界中,這種衰老和壽命的性別差異現象無處不在。生物學家提出了一種“無保護的X假說”(unguarded X hypothesis),將這些性別差異與性染色體聯(lián)系在了一起。
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在介紹假說之前,我們先了解一下性染色體和性別決定系統(tǒng)。大多動物體內有常染色體與性染色體,其中性染色體與性別直接相關。而性染色體的性別決定系統(tǒng)也是多種多樣。
我們最熟悉的或許是XY性別決定系統(tǒng),也就是我們人類和其他許多哺乳動物所采用的系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中,雌性帶有XX性染色體,被稱為同配性別;雄性則帶有XY性染色體,也叫異配性別。
○ 人類男性的22對常染色體,和最后一對性染色體(XY)。
而鳥類和一些昆蟲等動物采用的是另外一種系統(tǒng)——ZW性別決定系統(tǒng)。與XY系統(tǒng)正好相反,雌性帶有異配的染色體(ZW),雄性則帶有同配的染色體(ZZ)。
除此之外,上述兩種系統(tǒng)還會延伸出X0系統(tǒng)與Z0系統(tǒng)——兩種性別分別帶有兩條相同的性染色體(XX或ZZ)和一條性染色體(X或Z)。(當然,自然界還有其他更罕見的性別決定機制。)
在上面這些性別決定系統(tǒng)中,兩個不同的字母代表的是形態(tài)、長度等方面存在差異的兩條性染色體。比如,人類的Y染色體就比X染色體明顯短一些。
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正是這種不同性染色體的差異,引出了“無保護的X假說”。這種假說認為,在異配性別(XY/ZW)中,第二條染色體(Y/W)的短小或缺失,會導致生物更可能表達出一些不良的形態(tài)和生理特征。
可以簡單理解成,假如在第一條性染色體上存在一個隱性的有害突變,而第二條染色體恰好無法“隱藏”住這個突變,從而可能導致不利的性狀被表達出來,或許讓生物以后面臨健康的威脅。
相反,在一對同配的染色體中發(fā)生這樣問題的幾率更小。比如,當一條健康的染色體可以“代替”帶有有害基因的另一條,讓這些有害的基因不被表達,或許就能更大程度地延長了生物的壽命。
一些動物界的傳聞似乎也支持這一假說。例如,在哺乳動物中,雄性是異配性別,雄性的壽命往往更短。相反,在鳥類中,雄性是同配性別,而它們通常更長壽。
然而,也有一些研究人員對“無保護的X假說”提出了質疑。他們認為壽命的性別差異不僅是遺傳因素造成的,而且還受到親代投資、接觸捕食者、性選擇和其他生物因素的綜合影響。
近日,新南威爾士大學的科學家在分析了大量與性染色體和壽命相關的文獻后,認為“無保護的X假說”(嚴格來說或許是“無保護的X假說”與“無保護的Z假說”)似乎是成立的。研究覆蓋了229物種,橫跨99個科、38個目和8個綱,這可以被認為是科學家首次在大范圍的動物分類中全面檢驗這一假說。
○ 最新研究覆蓋了大量物種范圍,針對它們壽命的性別差異進行了調查和分析。| 圖片來源:參考來源[3]。
論文的第一作者、博士生Zoe Xirocostas說:“我們不僅研究了靈長類、其他哺乳動物和鳥類的壽命數據,還研究了爬行動物、魚類、兩棲動物、蛛形綱動物、蟑螂、蚱蜢、甲蟲、蝴蝶和蛾子等動物的壽命數據。我們發(fā)現,在大量這些物種中,異配性別確實(比同配性別)壽命更短。同配性別的壽命平均長出17.6%?!?/span>
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但是,盡管這項研究證實,無保護的X假設可以成為一種合理解釋,能夠解釋為什么一種性別平均比另一種性別更長壽,而有一項數據還是出乎了研究人員的意料。
研究人員發(fā)現,XY系統(tǒng)與ZW系統(tǒng)中的統(tǒng)計數據出現了差異。XY性別決定系統(tǒng)中壽命的性別差異更大。在雄性是異配性別(XY)的物種中,兩性的壽命平均差異是20.9%。但在鳥類、蝴蝶和蛾子等這些雌性是異配性別(ZW)的物種中,兩性差異僅有7.1%。
這是否意味著,無論動物采用的是哪一種性別決定系統(tǒng),仍有一些基本因素在縮短雄性的壽命?
研究人員認為有這樣的可能。比如,在XY性別決定系統(tǒng)中,許多哺乳動物(包括人類)的Y染色體比X染色體明顯短得多。而ZW系統(tǒng)里Z和W兩條染色體的相對長度則因物種而異。這或許可以成為一種可能的解釋,說明為何XY系統(tǒng)中壽命的性別差異更明顯。
除此之外,在許多動物社會中,雄性往往比雌性承擔著更激烈的生殖競爭。而影響著生物壽命的端粒(染色體末端的非編碼DNA片段)也可能受到雌激素的保護。這些因素都可能在壽命的性別差異中發(fā)揮著作用。
Xirocostas表示,未來對這一現象的研究或許有望進一步驗證另一個假說:兩性之間的壽命差異也許與兩條性染色體長度的差異有關。這有助于幫助我們更深入地了解影響衰老的因素。但現在,她至少相信,“無保護的X假說”是成立的。
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