雌性体内的睾丸,或能帮它们更好地“吃土”

睾丸是雄性动物的生殖器官,但鼹鼠却是一个特例。科学家早已发现,多种鼹鼠的雌性同时拥有卵巢与睾丸。如此奇特的生理结构,是如何出现的? 

近期,一项发表于《科学》的研究通过分析雌性鼹鼠DNA的三维结构,终于找到了答案。这项研究不仅加深了我们对性发育的理解,还进一步模糊了动物界中的两性之别。

在哺乳动物中,基因决定了生物的性别。在发育过程中,携带XY染色体的雄性,会表达Y染色体上的SRY基因(又名睾丸决定因子),从而迅速调高睾丸酮(testosterone)的水平,并抑制雌性性征、促进雄性性征的出现。携带XX染色体的雌性则不同,由于没有SRY基因的抑制,它们能顺利发育出雌性性征。在大多数情况下,两性性征各守其道,互不干扰。

然而,雌性鼹鼠则有一个离奇的故事,它们中的许多都是“雌雄同体”。已知在至少8个物种的鼹鼠中,雌性既有卵巢,也有睾丸。两者结合,形成了一种名为卵睾体(ovotestis)的独特生理结构。雌性鼹鼠卵睾体的睾丸部分,除了不生产精子,正常睾丸的其他功能,都能实现。相比没有卵睾体的雌性,这些雌性具有更强的攻击性,长有更强壮的肌肉,还有类似于雄性阴茎的外显结构。在非交配季节,有些雌性鼹鼠的睾丸酮水平,甚至比雄性还高。

为了弄清这种奇特结构的发育机制,在一项近期发表于《科学》的文章中,马克斯·普朗克分子遗传学研究所和柏林医学系统生物学研究所的斯特凡·蒙德洛斯(Stefan Mundlos)等人,探究了这些拥有卵睾体的雌性鼹鼠,在基因序列和结构上究竟有什么“异于常鼠”之处。

DNA三维结构

基因序列可以用A、T、C、G构成的一串字母来表示,它们代表4个不同的碱基,按照一定规律排列组合。但最近几十年的遗传学研究,揭示了一个早该受到重视的问题:DNA不只有序列,还有独特的三维结构。要想把平均长达1.8米的DNA序列塞进直径不到10微米的细胞核里,需要通过组织蛋白(histone)等将DNA序列“绑”起来,压缩它的体积。

这样的一个必然结果就是形成了在结构上相近的基因“邻居”,科学家把它们统称为拓扑相关结构域(topologically associated domain,TAD)。同一个TAD中的基因之间发生交互作用的频率,远远大于不同TAD之间基因交互的频率。因此,TAD很可能是基因表达的重要单位,掌控着生物性状的发育和变化。

考虑到TAD的重要性,蒙德洛斯等人想到,这些“雌雄同体”的鼹鼠,或许在TAD结构的调节上与只有卵巢的鼹鼠不同。于是,他们利用高通量染色体构象捕获等技术,对伊比利亚鼹鼠(Talpa occidentalis,雌性具有卵睾体)的DNA序列、结构进行了分析。

结果显示,不论在基因序列还是基因调控序列上,伊比利亚鼹鼠都没有什么特别之处,但在DNA的三维结构中,蒙德洛斯与同事找到了一份惊喜。在一个TAD内,一个名为CYP17A1的基因重复了3次。有趣的是,CYP17A1的复制还导致了其增强子(enhancer,激活后能上调基因的转录效率,从而增强基因表达)的复制,将CYP17A1的表达翻了好几番。CYP17A1编码的是一种能促进雄性激素(androgen)和睾丸酮合成的羟基化酶,因此,三倍于普通鼠的CYP17A1基因,加上复制后的增强子,或许是雌性伊比利亚鼹鼠发育出卵睾体的原因。

不仅如此,蒙德洛斯等人还在伊比利亚鼹鼠的基因内发现了一个基因倒位(inversion),位于一个名为FGF9的基因的调控序列内。这个简单的倒位,将原本位于另外一个TAD上的基因序列,硬生生地拽到了FGF9所属的TAD里,调高了FGF9的表达。而FGF9表达会直接促进雄性性征的发育。这导致了雌性伊比利亚鼹鼠卵睾体内的FGF9表达水平,与雄性睾丸中的不相上下——这与小鼠之类的哺乳动物形成了鲜明对比:在雌性小鼠的卵巢内,FGF9的表达水平不及雄性睾丸内的三分之一。

即然在小鼠体内也有相似的DNA序列,那么为雌性小鼠量身定制一套“雌雄同体”基因,会不会让它们发育出与雌性鼹鼠一样的卵睾体呢?蒙德洛斯等人回到实验室,在小鼠身上模拟了CYP17A1和FGF9基因序列和调控序列的变化,并发现基因编辑后的雌性小鼠的睾丸酮水平和肌肉强度都变高了。这也进一步说明了,DNA结构在动物发育中具有重要作用。有时,简单的基因倒位就能导致两性性征的剧烈改变。

巧妙的演化

长有卵睾体的伊比利亚鼹鼠的确抓人眼球,但自然选择注重的是物种存活和繁衍的能力,因此,一个显而易见的问题就是:鼹鼠的卵睾体,究竟有什么用处呢?

卵睾体中的睾丸部分,如同雄性睾丸,负责分泌睾丸酮和雄性激素。这两种激素都能促进动物的攻击性和增加肌肉质量。而鼹鼠的生活方式则主要依赖于挖土:它们从土里找吃的,还要在土里挖出自己的房子。因此,不论雌雄,鼹鼠都有发达的前爪和“退化”的后爪,前爪的肌肉也十分结实。甚至不同于许多哺乳动物,有着六根手指。荷兰动物学家J·黑克(J. Haeck)指出,雌性鼹鼠具有“中性体质”,或许正是由于鼹鼠艰苦的生活方式。

鼹鼠的例子也说明了,在演化中,“两性”并不是可以一分为二的清晰概念。这些鼹鼠并不孤独,陪伴它们的还有雌雄同体的北美红雀、南美蜜蜂、纹鳍鱼。一些扁虫甚至会使用阴茎击剑(penis fencing)的交配方式,交配时,双方都试图将自己的阴茎刺入对方皮下进行受精。正如蒙德洛斯所说,“性发育是一个极其复杂的过程”,雌雄同体不过是“自然变化的表现”。鼹鼠们给科学家上了一课:演化不在乎性别。

^_^历史话今天………………

          来到了5 月5 日。 1818 年的这一天,马克思出生。 1924 年的这一天,黄埔军校开学。 1821 年的这一天,拿破仑去世。

          民国时期,清华有一次考试,考题是“论项羽拿破仑”,有学生不知道拿破仑是谁,只好说项羽最后一战到乌江边,打得乌骓马也没了,最后拿起一破轮子跟大家拼了。当时出这道题也是因为拿破仑是将军出身的帝王,所以不能拿将军比如霍去病、卫青去比,想来想去中国历史上大概只有项羽能和他比。两位的结局也差不多,都是曾经辉煌一时,打遍天下无敌手,最后结局可叹。所以才会有这样的题目。

          拿破仑身高不高,因为他不是法国本土人,而是生于地中海的科西嘉岛。欧洲和中国很像,越往南个儿越矮,越往北个儿越高,他的故乡特别靠南,所以是小个子。拿破仑是个军事奇才,法国在他之前和之后,都不是一个尚武善战的民族。跟英国打了无数次,一打一百年,也没什么特别辉煌的战绩。拿破仑之后的法国都能被小小的普鲁士打败。一战中法国也是被打成残废,二战中区区几个星期就被纳粹灭了国。但就是这样一个民族,在拿破仑手里突然焕发出空前绝后的尚武善战的精神,打遍欧洲无敌手。普鲁士是最能征善战的民族,拿破仑自己都说:普鲁士这个民族是炮弹里孵出来的。而拿破仑率领的法国军队打败普鲁士,打败当时强大的奥地利帝国,打败英国,还打败英、普、奥、俄联军。拿破仑带着法国人从胜利走向胜利,威望越来越高,大家对他的崇拜已经到了无以复加的地步。

          奥斯特利茨战役结束之后,拿破仑去阅兵,说了一句非常牛的话:当你们垂垂老矣的时候,你们可以非常光荣地跟自己的孙子讲,我参加过奥斯特利茨战役。全军欢呼。拿破仑在法国大革命后,从将军开始做起,后来几个人一块儿执政,然后他一个人执政,最后当了皇帝,不但军事鼎盛,而且颁布了欧洲的第一部《民法典》,这部《民法典》是欧洲大陆法系最重要的基础之一。

          拿破仑打了无数次光辉漂亮的以少胜多的战役,但他最后进攻俄国的时候,俄国使用了一种“大规模杀伤性武器”——严寒。不管是当时的拿破仑还是后来的纳粹德国,无论多么强大的武装力量,一遇到俄国的冬天都会被这大规模杀伤性武器打败。拿破仑当时率领六十万大军进攻俄国,最后活着退出俄国的就剩两万人。当时的俄军统帅库图佐夫将军成为俄国的民族英雄,当然客观来说,主要的民族英雄是严寒。那次失败之后,拿破仑一蹶不振,先是 1812 年的大败,坚持到 1814 年彻底失败。反法联盟把拿破仑关在地中海厄尔巴小岛上,但当时各国都低估了拿破仑的能量和法国人民对他的崇敬和热爱。拿破仑被营救出来,从法国南部登陆。政府派军队来抓他,所有军队一看到拿破仑,立刻开始高呼“皇帝万岁”,瞬间全变成拿破仑的军队,于是拿破仑又翻了身。一直到 1815 年,滑铁卢战役遗憾失败。非战之罪也,天要灭他。滑铁卢失败以后,他被关到南大西洋一个非常小的小岛上,叫圣赫勒拿岛,离法国非常远。有资料说有人给拿破仑送去一副国际象棋,一枚棋子里藏着营救计划。估计拿破仑那时已经丧失了壮年时敏锐的判断力,再加上后来考证说他可能是被慢性毒药毒死的,这种慢性毒药可能让他有点儿迟钝,他一直把它当成一副普通的棋在下,始终没有发现有一枚棋子里有营救计划。 1821 年的这一天,在圣赫勒拿岛上,一代枭雄拿破仑去世。

^_^ 讲东讲西讲东西……..

文静主妇变成“女玩家”

一次成功的心脏移植手术,竟使一个文静害羞的家庭主妇,变成追求肉欲的“女玩家”。

22岁的克罗塞尔太太半年前移植一名刚死去的青年麦尼古拉的心脏后,竟连他那放荡不羁的性格也承受过来。

21岁的麦尼古拉因交通意外丧生,他生前是一个典型的阿飞,经常流连在夜总会,有数不清的女朋友,经常酗酒闹事,爱吃刺激性的辛辣食物。

接受心脏移植前的克罗塞尔太太,个性文静,深居简出,非常害羞,与丈夫住在苏格兰的蒙特罗斯。两夫妇的感情极好,在她患病期间,丈夫一直在病榻旁照料。

换心后的克罗塞尔太太性情大变,每晚都要到夜总会寻欢,并搭上一个吉卜赛男孩,两人打得火热,丈夫终于忍受不住而提出分居。

她说:“我甚至连食物的口味也变了,总之就像有另一个灵魂活在我的躯壳里。”然而她表示乐意就这样继续生活下去。

为她治疗的一位心理医生说,克罗塞尔太太的情况应是心理问题,可能她以前已认识麦尼古拉,熟知他的个性,换心后不自觉地认为他与自己合而为一,若要恢复她本来的性格,相信要一段长时间的心理治疗。

外国五美女传奇

法国著名美人波拉.芳泰妮男爵夫人由于长得太美。所以每次出现在街头时,总是吸引一大群路人。他们在她的前后左右团团围观,阻碍了交通。男爵夫人为此不敢步行,只好乘车外出。但她乘坐的车被人发现后,引起子更大的麻烦,车子被围观者包围,对交通的影响更加严重,在这种情况下,市政府不得不采取措施,通过一项法令,限制男爵夫人公开露面的次数,劝她尽可能躲在家里,以避免麻烦。她只好服从。

意大利美女贝蒂茜亚.哥沙迪尼是意大利某大学的法律系教授。这位女教授的美貌在男学生中引起了极大的混乱。他们不仅在上课时不能专心听课,而且向这位美人展开攻势。还写信向她求爱,下课尾随她回家。更严重的是有人在上课时竟然公开向她求爱,致使女教授无法上课。最后,校方作出二项规定,要求这位女教授上课时戴上厚厚的面纱。这样做的效果虽然还不够理想,但又有什么好办法呢?

另一个意大利美女更为人类带来灾难。她名叫萝莎拉.蒙塔波尼。每次当她出现在古城佛罗伦萨街头的时候,必然引起求婚的狂热。青年们为了向她求爱而展开你死我活的争战,甚至有些懦弱的青年因得不到萝莎拉的爱情而自杀。这些身亡青年的父母把儿子的死归咎于萝莎拉身上,于是纷纷向法庭控告萝莎拉。法官判她面部受刑,即用烧红的烙铁在她的脸上留下烙印。然而由于她的美貌,没有一个执刑人肯下此毒手。最后法官只得改判,命令她长期戴一个骷髅面具,于是可怜的萝莎拉一直戴了40年的骷髅面具,直至她的美貌完全消失。

当代的美人引起的麻烦也不少。著名的模特儿柯德莉.怀特,过去曾在电视台任节目主持人,但是她只任职了几个月便被解雇,其理由是长得太美,引起不必要的麻烦。

瑞典有一位美女受雇于一家美国公司,推销商品。但是不到两个月便被老板解雇,其理由是她虽然找到许多客户,但由于她天仙般的美貌,使客户妻子们醋劲大发,阻止丈夫接受这位美女推销的商品,因此老板大为不满。

^_^学海无涯…………………

为什么有些人吃了辛辣的食物以后会呕吐?

呕吐指的是处于半消化状态的食物和液体与胃汁混合以后从口中吐出。当你的胃开始感到反胃(或恶心)时,便会出现呕吐现象,这种情形有时发生在饭后过度运动或过度奔跑、吃了太多东西或者食用了辛辣食物对胃部产生刺激以后。正常来说,胃通过消化系统能很好地消化食物,但如果吃下了含有大量细菌的食物,或者胃里感染了病毒,呕吐便是身体清除这些刺激物的最快方式。大脑通知胃壁肌肉发生痉挛(不正常收缩),同时还通知隔膜 —— 把胸部和腹部隔开并负责呼吸的大片肌肉 —— 向下挤压胃部。这些动作加在一起,让胃里的东西都呕吐出来。

薯片和心脏有什么关系?

薯片通常含有饱和脂肪,随着时间流逝,饱和脂肪会堵塞负责把血液传输到心脏的动脉。用来炸薯片的油也由饱和脂肪组成,这使得体内的胆固醇增加 —— 一个已知的能导致心脏病的危险因素。心脏病由一种被称为动脉硬化的状况引起,当一个蜡状物质在动脉 —— 向心脏供应血液 —— 中形成,就会引起动脉硬化。

^_^ 脑筋急转弯………………

什么东西人们经常咬,却不想把它咬坏?

上题答案:

她把沾到屎的头发剪掉了。

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