性别形成之迷

人分男女，动物有雌雄，植物也有雌雄之别。凡靠有性生殖来繁衍后代的生物，都有雌雄之分。

关于决定雌雄性别奥秘的探索，一直是激动人心而又耐人寻味的。性别问题的研究可以说是一门既古老而又焕发着新的活力的学科。

科学家们对性别的研究和兴趣，绝不是为了那些重男轻女、非生男孩不可的人，主要是从优生优育、提高国人素质方面考虑。因为人类有些遗传病与性别有关；其次，动物的性别与人类的生活也息息相关。比如，喝牛奶、吃冰淇淋，需要牛奶，而只有母牛才产奶；穿丝绸衣服，需要大量的蚕丝，而雄蚕宝宝吐丝比雌蚕多30%；鹿茸是补药，而公鹿才有角。人类需要某一性别动物的例子不胜枚举。人类只有认识性别的决定机理，才能随人的意愿去控制动物的性别。

性别的形成是很复杂的，往往是遗传、环境和生理因素相互作用的结果。其可分为染色体决定和非染色体决定两大类。

你或许会对以下事实惊愕不已：

昆虫如蜜蜂或蚂蚁，它们的性别决定很特殊。没有受精的卵发育成雄性，受精卵发育为雌性。这些雌性的蜜蜂或蚂蚁，还分等级，少数获得高营养的雌蜂或雌蚁发育为“皇后”——蜂皇或蚁后，交配后只管产卵，而大多数则发育为干“苦力”的工蜂或工蚁。

自然界中有些动物的雄性或雌性，也不是终生固定的。有的原来具有雌性功能或雄性功能的个体，会出现反过来雌变雄或雄变雌的性功能反向、转化的现象。如黄鳝，从胚胎期到初次性成熟，都是雌性，只能产卵。以后，有些黄鳝体内的卵巢又转化为精巢，能产生精子，成为雄黄鳝。这种现象叫性反转。

鸟类在自然或实验条件下也可出现性反转。有的个体雌性生殖腺发育不对称，当雌鸟左侧卵巢发生病变或受到损伤时，右侧未分化的卵巢就会转变为睾丸，如母鸡就会转化变为公鸡，出现“牝鸡司晨”的现象。

哺乳类动物包括人类的生殖腺一经决定，大多数则是永久性的，而且生殖腺、生殖细胞只能朝性染色体所决定的性别发育。但也有男女两性生殖器都有的个体或者一些不正常的情况。

人类有23对染色体，其中22对叫常染色体，男女都一样，第23对叫性染色体，男女有别。男性的性染色体为XY型，女性的性染色体为XX型。不同动物的染色体数目不等，小鼠有20对染色体，猪有19对染色体，羊有27对，牛有30对，这些动物的染色体和人的染色体一样，其中各有1对是决定性别的性染色体。

1959年，科学家雅克布斯等人和韦尔肖恩等人第一次分别证实Y染色体具有决定人和小鼠雄性性别的作用。我们知道，卵子只含有一种X染色体，精子则有带X染色体的精子和带Y染色体的精子两种。带X染色体的精子和卵子结合，形成XX型受精卵，以后发育形成卵巢，为女（雌）性；而带Y染色体的精子和卵子结合，形成XY型受精卵，以后发育形成睾丸，为男（雄）性。也就是说Y染色体是决定男（雄）性性别的。这一点是早期Y染色体学说的主要理论基础。

同时，在人和动物中发现有的个体具有异常的性染色体，如XXY（雅克布斯，1959）或XO（福特，1959）。可是，不管X染色体的数目有多少，只要携带一条Y染色体如XXY型，就是男（雄）性；而缺乏Y染色体如XO型，就是女（雌）性。这一点进一步证实了Y染色体具有决定男（雄）性的作用。

当时，人们还不清楚决定男（雄）性性别的是整条Y染色体，还是其中的某一段DNA。所以，科学家们沿着Y染色体这条线索，苦苦地搜寻着决定男性性别的因子，即睾丸决定因子（TDF）。

随着研究工作的深入以及分子生物技术的发展，科学家们根据试验发现与性别有关的现象，提出一个又一个的TDF候选基因，同时又用试验证据驳倒一个又一个的候选基因。

1975年瓦兹特尔等人根据雄性哺乳动物细胞膜上存在H—Y抗原，而雌性动物细胞没有这种抗原做了一些实验，并提出H—Y抗原是睾丸的主要引发物。那是否H—Y抗原就是TDF呢？此假说流行了10年。到1984年英国科学家麦克拉伦等人发现了有睾丸但缺乏H-Y抗原的小鼠，才不得不放弃此假说。

1983年英国科学家佩奇等人在一些染色体为XX型的男性遗传物质中发现有相当于Y染色体上的DNA片段；同年，维格瑙德在一些染色体为XY型的女性中发现，她们的Y染色体上有部分DNA片段的缺失。

这些发现说明了睾丸的发育不需要整条Y染色体，同样Y染色体的大部分也不一定指令睾丸的发育。于是科学家们推测在Y染色体上存在着一段主宰睾丸发育的基因。

1987年佩奇等人通过基因检测，提出人类Y染色体上有一段叫ZFY的基因与性别有关。当时认为这段基因可能是TDF的候选基因，也就是说能指令制造睾丸的基因。1989年英国科学家帕尔默等人检测了三个染色体为XX型的男性，他们并没有ZFY基因，只好又否定ZFY基因为TDF的设想。

一次又一次的否定，并没有使科学家们灰心、退却，经过不懈的努力，终于找到了目前认为TDF的最佳候选基因。

那是1990年，英国科学家辛克莱等人宣布：已经找到了主宰性别基因的确切位置。这基因在Y染色体上，是一小片段的DNA，仅占整条Y染色体上DNA的百万分之一。此基因被命名为性别决定区（简写人为SRY，小鼠为Sry）。

这样，从1959年认识到Y染色体决定着睾丸发育，到1990年从Y染色体中找到SRY这一小段基因才是指令睾丸发育的候选基因，历时30多年。经过漫长的探索，终于有了初步结果。

关于SRY决定睾丸发育的最有力证据，是小鼠的实验。1991年英国科学家库普曼等人将含有小鼠Sry基因的DNA片段显微注射到小鼠的受精卵里，然后把这些受精卵移植到母鼠体内。母鼠妊娠20天后，生下了仔鼠。在百来只仔鼠中，有2只雄性仔鼠，它们有睾丸、雄性的附属器官和阴茎等，并且有正常的交媾行为。经检测它们的染色体是XX型，有Sry基因。试验结果说明，原为XX型的受精卵，因导入了Sry基因，诱导睾丸的发育，成为雄性小鼠。

SRY的发现，使人们在分子水平上更加准确地认识了性别的决定和分化，对一些与性别有关的疾病、生殖器官的畸变、产前或孕前的性别诊断、优生优育等临床应用和基础研究提供了科学依据，有着广阔的应用前景。

另外，SRY基因的发现，对家畜的繁殖也有实际的应用价值。比如，在牛胚胎的移植中，当人们需要母牛或者公牛时，可以从牛胚胎中取出几个细胞，在体外进行检测，看看胚胎是否有SRY基因，有SRY是雄性胚胎；无SRY为雌性胚胎。这只要4～5个小时，就可确定胚胎的性别。这样一来，可以做到要母牛移植母牛胚胎；要公牛移植公牛胚胎。