未来，男性的数量会越来越少

Y染色体或许是男子气概的象征，但它却没有那么坚强和持久。它携带着“主开关”基因SRY，它决定了胚胎会发育成男性（XY）或女性（XX），它只包含很少的其他基因，是唯一生命不必要的染色体。毕竟，女人在没有它的情况下也能过得很好。

更重要的是， Y染色体会迅速退化，徒留女性拥有两个完全正常又完美的X染色体，而男性只有X染色体和一个萎缩的Y染色体。如果同样的退化率持续下去，Y染色体在还有460万年就会完全消失。这听起来可能很长，但当你发现地球已经存在了35亿年时，事情就没那么简单了。

Y染色体并不总是这样的。如果我们把时钟倒转到一亿六千六百万年前，对于第一个哺乳动物来说，这个故事就完全不同了。早期的“原始”染色体最初与X染色体相同，包含了所有相同的基因。然而，Y染色体有一个根本性的缺陷。不同于其他的染色体，我们在每个细胞中都有两份染色体，Y染色体只作为一份拷贝，从父亲那里传给他们的儿子。

这意味着Y染色体上的基因不能进行基因重组，每一代基因的“洗牌”都有助于消除有害的基因突变。被剥夺了重组的好处的Y染色体基因会随着时间退化，最终从基因组中消失。



红色标记的Y染色体，旁边的X染色体更大。

（图片来源：国家人类基因组研究所）

尽管如此，最近的研究表明，Y染色体已经发展出了一些非常有说服力的机制来“踩刹车”，减缓了基因丢失的速度，使其停滞不前。

例如，丹麦最近的一项发表在《公共科学图书馆遗传学》的研究中，检测了来自于62个不同人的Y染色体的测序部分，发现它会遵从“基因扩增”而进行大规模结构性重组――即获得基因的多个副本，提升健康精子的功能和减轻基因损失。

这项研究还表明，Y染色体已经发展出一种不寻常的结构，称为“回文”（即DNA序列可以像“kayak”一样，前后阅读顺序都相同），从而保护它不受进一步的破坏。他们在Y染色体的回文序列中记录了一个高频率的“基因转换事件”，这基本上是一个“复制粘贴”的过程，允许使用未损坏的备份拷贝作为模板，来修复受损的基因。

对比其他物种（在哺乳动物和其他物种中同样存在Y染色体），越来越多的证据表明Y染色体的基因扩增是一个普遍的原则。这些扩增的基因在精子生产（至少在啮齿类动物中是这样）和调节后代性别比例中发挥着关键的作用。最近，在分子生物学和进化方面的研究表明，老鼠基因拷贝数的增加是自然选择的结果。

关于Y染色体是否真的会消失的问题，科学界的认识目前被分为“离开说”和“留下说”。支持后者的人认为它的防御机制做得很好，并且挽救了Y染色体。但是“离开说”的研究人员认为， Y染色体所做的一切就好像用指甲抓住悬崖，最终都是会掉下去的。因此争论仍在继续。



田鼠没有Y染色体。（图片来源：维基百科）

澳大利亚拉筹伯大学的Jenny Graves表示，如果你从长远的角度来看，Y染色体必然是注定要失败的。在2016年的一篇论文中，她指出，日本的小老鼠和田鼠已经完全失去了Y染色，并且认为基因在Y染色体上丢失或产生的过程不可避免地导致了生育问题。这反过来又能最终推动完全新物种的形成。

男性会灭亡吗?

正如我们在一本新电子书的一章中所指出的那样，即使人类的Y染色体确实消失了，也并不一定意味着男性会消失。即使是在已经完全失去Y染色体的物种中，雄性和雌性仍然需要繁殖。

在这些情况下，SRY这个“主开关”基因决定了基因的异常性，它已经转移到不同的染色体上，这意味着这些物种在不需要Y染色体的情况下也能产生雄性。然而，新的性别决定染色体――SRY转移到的染色体――应该会再次开始退化的过程，因为它们就像之前灭亡的Y染色体那样同样缺乏重组。

然而，人类的有趣之处在于，当正常的人类繁殖需要Y染色体时，如果你使用辅助生殖技术，它携带的许多基因是不必要的。这意味着基因工程可能很快就能取代Y染色体的基因功能，允许同性伴侣或不育男性怀孕。然而，即使每个人都能以这种方式怀孕，但似乎很不可能的是，有生育能力的人会自然停止繁殖。

尽管这是一个有趣且争论激烈的基因研究领域，但几乎没有必要担心。我们甚至不知道Y染色体是否会消失。而且，正如我们所展示的，即使是这样，我们也很可能继续需要男人，这样正常的繁殖才能继续下去。

事实上，选择几个“幸运”男性来生育我们大多数孩子，这样的“农场动物”型系统还未到来。无论如何，在接下来的四百六十万年内，将会有更为紧迫的担忧。

这篇文章最初发表在《对话》上。

蝌蚪五线谱编译自iflscience，译者 李彤馨，转载须授权