男性Y染色體促進(jìn)體型性別差異的進(jìn)化

雌性和雄性在許多方面不同，但它們共享相同的基因組。唯一的例外是男性 Y 染色體。烏普薩拉大學(xué)的一項(xiàng)新研究以甲蟲為研究系統(tǒng)，現(xiàn)已發(fā)表在《自然生態(tài)與進(jìn)化》雜志上，該研究表明，盡管 Y 染色體包含的基因很少，但它可以顯著改變男性的體型，從而促進(jìn)性別差異的進(jìn)化。

雌性和雄性通常在形態(tài)、生理和行為方面有很多不同。這種被稱為性別二態(tài)性的性別差異如何進(jìn)化是一個(gè)難題，因?yàn)榇菩院托坌怨蚕硐嗤囊唤M基因，一種性別的進(jìn)化變化應(yīng)該會(huì)導(dǎo)致甚至另一種性別的相關(guān)變化，從而阻止性別差異的進(jìn)化。這項(xiàng)新研究表明，即使兩性之間的少量遺傳差異也可以促進(jìn)兩性二態(tài)性的進(jìn)化，使其可以在短短幾代內(nèi)進(jìn)化。

“我們的實(shí)驗(yàn)表明，常染色體以及性染色體 X 和 Y 都可以包含對(duì)兩性二態(tài)性很重要的遺傳變異，但僅 Y 染色體就可以將性別差異改變多達(dá) 30%。這很了不起，因?yàn)樵谶@些甲蟲中，Y 染色體只包含少數(shù)基因，代表基因組的一小部分，就像在人類中一樣。許多人認(rèn)為 Y 只影響男性最重要的生殖過程，即精子的產(chǎn)生。我們的研究結(jié)果表明，Y 染色體的作用可能比以前認(rèn)為的更廣泛，”烏普薩拉大學(xué)生態(tài)與遺傳學(xué)系博士生、該研究的第一作者 Philipp Kaufmann 說。

然而，性別二態(tài)性的進(jìn)化不僅取決于基因組遺傳變異所在的位置，還取決于自然選擇和性選擇如何對(duì)其起作用。With the help of lab evolution, the research team showed that sexual size dimorphism could evolve when selecting on male size, but that when selection acted only on females, the shared part of the genome caused a correlated evolutionary response in males preventing dimorphism from evolving.

“性別二態(tài)性最劇烈的變化，僅在 10 代內(nèi)增加了 50%，發(fā)生在我們對(duì)性應(yīng)用選擇時(shí)——偏向于兩性相反的體型。這表明，在正確的選擇下，性別差異顯然可以迅速演變，可能比以前想象的更容易，”烏普薩拉大學(xué)生態(tài)與遺傳學(xué)系助理教授、該研究的首席研究員 Elina Immonen 說。

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