人和果蝇的XY性别决定

南阳2020-08-25

人类和果蝇都是 XY 型性别决定的生物。在人类和果蝇中性染色体和性别的关系如表所示。

性染色体	XY	XX	XXX	XXY	XO	XYY
人的性别	雄性	雌性	超雌	雄性	雌性	超雄
果蝇性别	雄性	雌性	超雌	雌性	雄性	雄性

根据以上材料回答下列问题：
（1）人类男性的性别取决于染色体，该染色体上基因的遗传特点一般是。
（2）性指数是指 X 染色体的数量和常染色体组数的比，果蝇的性别取决于性指数，当性指数 ≥1 时，果蝇为性；当性指数 ≤0.5 时，果蝇为性。
……

前言

上面是做题时遇到的一道遗传题，感觉比较有意思，这里来探讨一下。高中阶段，我们普遍认为人和果蝇的性别决定是完全相同的，都是 XY 性别决定。但是从这道题目我们可以看出，虽然人和果蝇的性别决定都与 XY 染色体有关，但是其性别决定机理却并不完全相同。比如人类的性染色体组成如果是 XXY 则表现为雄性，而果蝇的却正好相反，表现为雌性，这是为什么呢？
事实上果蝇和哺乳动物的性染色体机制是分别独立进化出现的，故二者存在很大不同。

人类性别决定

对于人类来说，性别往往取决于 Y 染色体是否存在，Y 染色体上有决定生物雄性性别的 SRY 基因，一旦 SRY 基因被激活，会令携带者成长为雄性。

男人为什么会有乳头？

Y 染色体上的 SRY 基因，就是我们唯一的性别决定基因，只要表达了这个基因，胚胎就会发育成雄性，否则就会发育成雌性。
但是这个基因要到胚胎发育的第 6 到 8 周才从性腺开始逐渐表达，胚胎早已按照雌性的构造发育出了乳头和乳腺，再也无法撤销了。所以不妨说，在哺乳动物的 XY 性别决定机制里，雌性是默认性别，而 SRY 基因的功能就是将一部分雌性胚胎逆转成雄性。

ZW 性别决定系统

鸟类的 ZW 性别决定与我们刚好相反，雄性有两条 Z 染色体，雌性有一条 Z 染色体和一条 W 染色体，那条 W 染色体上携带着决定雌性的 DMRT1 基因，所以鸟类的默认性别就是雄性。

果蝇性别决定

对于果蝇，尽管雄性果蝇的染色体也是 XY，但是 Y 染色体在果蝇的性别决定中没有任何作用，仅是雄性可育的一个必须因素，在精子形成过程中被激活。
果蝇没有专门的性别基因，而是用 X 染色体相对于常染色体的倍数决定性别，1 倍就是雌性，1 半就是雄性，而 Y 染色体浓缩失活，没什么作用。甚至某些果蝇干脆就没有 Y 染色体，雌性有两条 X 染色体，雄性有一条 X 染色体，称为 X0 染色体机制——这在其它昆虫身上更加普遍，比如蜻蜓、蝗虫、螳螂、白蚁。

Y 染色体正在逐渐消失？

对此有一个浅显的推测：有性生殖的一大意义，就是在减数分裂的联会过程中，同源染色体可以交换一部分片段，这提供了修复有害突变的宝贵机会。但是在 XY 染色体之中，那条 Y 染色体与 X 染色体差异太大，失去了这样的修复机会，因此在世代积累中变得脆弱，最终完全丢失了，它的功能则由其它染色体或者其它机制接替。
由于昆虫繁殖更快，所以先我们一步实现了 X0 机制，某些繁殖迅速的啮齿动物也已经达到这种境地，比如琉球特产的几种裔属就已经没有了 Y 染色体——或许经过漫长的岁月，人类和其它哺乳动物也会达到这一步吧。

其他性别决定方式

上述 XY 和 ZW 性别决定同属于遗传因素决定性别。
总的来说，生物的性别决定非常复杂，不同的生物，性别决定的方式也多种多样。其他的性别决定方式还有：

环境决定型：温度决定，如很多爬行类动物。
年龄决定型：如鳝鱼。
染色体数目决定型：如蜜蜂和蚂蚁等。