动物精、卵受精性别遗传优势“定性”机理的研究
2017-01-14王洪林
王洪林
(云南省玉溪市科技情报学会 653100)
动物精、卵受精性别遗传优势“定性”机理的研究
王洪林
(云南省玉溪市科技情报学会 653100)
为了切实弄清动物精卵受精之机理,以达到实现自由控制动物精卵受精其性别的目的,更好地为经济和社会发展作出贡献,本文着重从基于文献的发现研究出发,对动物精、卵受精性别遗传优势决定性别之机理,作了较新颖的研究指出:精、卵受精新生个体的性别,是主要由精、卵期自身的优势决定的。把握了精、卵受精优势决定性别之机理,就可创造精、卵受精之优势而控制其性别。
精、卵受精; 遗传优势; 决定性别; 机理
动物性别控制及其机理,特别是哺乳类动物性别控制及其机理的探究,在人类社会至今已长达数千年了, 这-梦寐以求的科学难题或命题,是客观存在的,不与人的喜怨亲疏而制约的,而应实事求是, 客观地作出探究和讨论。笔者经几十年的关注、鉴别和探讨,特撰此文,以供讨论、判断和实践验证。笔者认为, 动物精、卵在受精过程中,存在着性别遗传优势决定其受精卵(配子)的性别及其机理的问题。人们将充分而客观地应用其机理,自由地按照经济和社会发展需要,更有效地控制动物,特别是控制哺乳类和经济价值较高的动物的性别,以更好地为实现性控的自由王国作出应有的贡献。
1 精、卵受精性别遗传优势的主导定性的主流性与非优势的罕见性
所谓性别遗传优势的主流性,就是指精、卵受精,涉及靣广量大,成为主导的主流方靣。其特性就是精、卵在受精过程中,性别遗传的优势明显地出现,並起“定性”的主导引领作用,致优势一方的性别遗传的个体出现。请看如下例证:英国的一个家族,时间跨度长约200年(每代约20年计),10代人中的35次生产,有33次都是男孩,仅有1次是女孩且早夭,另外1次为具有男、女性部分特征的“间性”[1-2]。这一实例说明,该家族10代人,其精、卵在受精及其胚胎性分化过程中,是精子居主导引领效应而克服了内部卵子性别遗传的阻抗, 並排除了不同年份(时间)、不同气候(温度)、不同营养(食物)、不同水质等因素,一句话,排除了内外部环境的反向的影响,使其胚胎或后代发育为男性。更进一步地说,该家族男性精子在绝大多数(次)的成功受精中,都占有男性性别遗传的明显优势,而相应女性的卵子则居性别遗传的明显劣势。即94.28%的产次为男性; 2.86%的产次为女性; 精、卵共占优势的产次共达97.14%;另只有2.86%的产次为“间性”。这种“间性”可为精、卵性别遗传的力量相持。此亊进而表明,该家族男性的精子中並非只有Y精子,X精子照样存活其中,不然,那1例女性、1例“间性”共2产例后代又如何出现?因为X精子和Y精子都由其父亲的同一生殖器睾丸产生,同样都应有共同的特性和功能,包括与卵子受精,只有所不同的是其形态的大小和行动快慢的差别而已, 否则, 它们也要经过对立的搏弈而统一。这就是精、卵受精过程及其胚胎性分化中,主流性的精子保持了性别遗传的明显优势的-种类型。而另一种类型则是相反的法国的一个血缘族,其三代的72次生产中全部都是女性,被不礼貌地称作“一个巨大的妇人团”[1-2]。这揭示,100﹪的产次相关的双亲的精、卵在受精过程中,卵子克服内部精子性别遗传的阻抗,始终占有性别遗传的明显优势,並同样排除内外环境有关因素对其性别遗传不利的影响,致使其家族在连续约长达60年里,所生育的后代均为女性。这还说明,並非该国该血缘族女性的卵子只与其配偶男性的X精子受精,或其配偶男性的精子中, 只有X精子, 设有Y精子, 或虽有Y精子, 但它失去了活力, 或也曾与Y精子受精, 可其XY合子的男性胚胎早期夭折了,如果是如此, 那其配偶男性必然为有生殖缺陷的男性了,其实並非如此,根本的道理是,其精、卵在受精过程中,女性卵子始终保持了性别遗传的明显优势,从而主导着受精卵向着由卵子引领的性别遗传的方向发育成长的结果。而其配偶男性的精子在历次受精中都表现出其性别遗传的明显劣势。
在我国历史上,明代医学家张景岳说:“男子先天之气强胜的,多数生男孩,女子先天之气强胜的,多数生女孩”[2]。张景岳说的先天之气,至今可认为其本质是指男、女的精、卵之物,更具体一点,是男、女性交中精、卵所出现的性别遗传的强、弱优势的出现,决定其后代性别。另,古人还说:“寡欲多生子”[2]。表明少欲、控欲,以藏精壮精使精子数量质量提高而获优势多生子是了。而在哺乳动物羊的方面,“用久不配种的公羊配种, 母羊多生公羊; 而用经常配种的公羊配种, 母羊多产毌羊; 另外, 产羔公母多少还与公羊自身性别遗传力有关, 如某只公羊配的母山羊产公羊多, 而另一只公羊配的同一母山羊,产母羊羔多”[3]。羊的这两点说明了动物精、卵受精性别遗传优势的出现决定其性别和其相关条件。精、卵受精,性别遗传优势的普遍发生是客观存在的。1965年,河南医学院生物教研组的邓之真从基因学说的角度提出雌、雄基因优势与性别关系的问题。他在《人类性别决定》中说:“一个男子,他之所以为男性,是由于雄性基因决定者在强度上超过了雌性决定者。反之,一个女子,虽然她也具有管理雌性和雄性的二者基因,致使她的雌性决定者在强度上超过了雄性决定者,因而表现为女性”[4]。虽然,郑文当时未能说明男、女个体的雄、雌基因如何能分别占有优势,在什么条件下取得优势,但他提出了男、女个体分别是因雄、雌基因优势所导致所决定的。今日看来,郑文男、女雄雌基因优势说应归结为:精、卵受精性别遗传优势分别决定其男、女性别个体的产生罢了。正因为如此,到本世纪2001年初,南亚的印度由于重南轻女,孟买-家“基因选择”公司,以“男性射精次数”[5]等手段来择性多生男孩,也与上述道理有关。世界上,另有一种情况,英国威尔斯北部一个叫戴維斯的村庄,被称为“女儿村”[6]美国北部也有一个“女儿村”,连续多年生育的嬰儿都是女孩[7]。美洲的萨尔瓦多、洪都拉斯等国,多生女,少生男,被称为“女儿国”[8]。我国福建省清流县高板村曾被称为“女儿村”;山西省的一个偏辟村落,18年没有生育一个男婴;广西罗城仫老族自治镇黄金乡地头屯村多年里尽生“千金小姐”,也被称为“女儿村”[9]。等等。经科学家调查认定,如上“女儿村”、“女儿国”的共同一个原因是,当地人都饮用了镉含量高的水,由于镉伤害了y精子,使卵子与X精子结合而生育女儿罢了。其实,镉和酒精一样,不仅伤害y精子,而且也伤害X精子,从而导致精子的数量和活力大大降低,致精、卵在受精过程中,基本上是精子不占,而由卵子占有性别遗传的明显优势之故。
人类日常生活中,不论在世界各地,都尚有:为数不少的家庭,配偶夫妇双方连续数胎生育男性;或连续数胎生育女性者。这都分别揭示:其精、卵在受精过程中,前者为精子占有性别遗传的明显优势,后者卵子占有性别遗传的明显优势。还有:那些所谓生育“花胎”(1男、1女)的,这还揭示:其精、卵在受精过程中,前胎为精子占有性别遗传的优势,后胎为卵子占有性别遗传的优势,或者性别遗传的优势为精、卵相互交替占有。
除人类之外,在两栖动物中,尚有:人工培育的性反转的非洲雌蛙与正常雄性蛙的交配的例证。早在上世纪50年代,我国学者张致一做出了实验,他用雌激素使非洲幼体雄蛙性反转为雌性能育之蛙,待其性成熟后与正常雄蛙交配产卵,结果受精卵全部发育成雄蛙。此亊表明,正常非洲雄蛙的精子,对性反转的雌蛙的卵子受精,其性别遗传占有绝对的优势。
所谓非优势的罕见性,就是指精、卵受精,双方均无优势而“相持”,且其份量少之又少,十分罕见。就此类型性而言, 其数量约在30万分之一[10];笔者的《出生性比研究》,对41万个新生儿调查中也证实了此点。[11]即精、卵在受精过程中,双方性别遗传均不发生优势,呈现势均力敌的相持状态。于是,精、卵双方各自表达和相互制约表达性别遗传的个性特征,导致“间性”或嵌合个体的出现。
因此,精、卵受精过程中,性别遗传的优势是呈主流性的,其优势无论是精子占有,还是卵子占有,都是客观存在的,共居主导的、普遍的地位,比重约约占99﹪以上,具有极为重要的研究和应用价值。这是矛盾对立统一的主要方靣。而其无优势,导致“间性”类型个体的发生,是极少而罕见的,只占若干万分之一至不到1﹪,但也是人类值得重视, 並力求减少和避免的可能为有害的负面。这是矛盾对立统-的特殊的次要方靣。
须强调或说明:人类对哺乳动物,特别是人类自身,其性别控制及其机理的研究,已从唯心的神说,跨越到较科学的精、卵成熟度、受精阴道酸碱度、营养学说、双亲的年龄、体质、怀孕季节、水质等等,以至当今的基因学说,已从细胞遗传学发展到分子遗传学、基因遗传学,並在基因遗传学上深入地探究着,似乎把基因遗传学中有关所谓性别基因与个体性别决定之机理视为根本的,甚至可划等号的东西。其实不然,特别是对于高等动物,生命个体的发生与决定,並非只由分得越小的基因所决定,其基本的要素只能是精、卵细胞。从体外受精培育生命个体的亊实就是这一观点的实证。因为从某一单一基因遗传自身要获得新生命个体根本难于做到。
2 精、卵受精性别遗传优势的起因
一个受精卵(配子)所在的机体(母体)能够支承异性的雄性胚胎成长为新生命个体,没有关键的因素支配是不可能的。因为母体的性别遗传物质(卵子、雌性激素等) 对胚胎的影响一般是较大的。有人作过这样的试验,在生殖管道未形成和外生殖器分化前,就切除个体原始生殖腺睾丸或卵巢,使胚胎不受睾丸或卵巢所产生的任何激素的影,在这种既没有雄激素,也设有雌激素作用的情况下,其个体生殖管道和外生殖噐都是向雌性方向发展。[12]人类体外受精的试管婴儿,如果在没有人为地选择性别情况下,其婴儿性别多为女孩,性比一般约为60左右(以女孩为100),这也表朋,母体的卵子及其性激素等对胚胎的影响是较大的。可是,就在这样由母体支承的配子发育的大环境下,却能够实现生育-个与她相反的异性新生命的雄体,如果精子本身设有足够或极强的性别遗传优势这根基,是根本不可能的。那么,精子和卵子性别遗传的优势的根基何在呢?精、卵的性别遗传的优势是相对的,是对受精的精、卵相比较而言的。其主要因素有:不同的人群(种)或家庭、不同配对的双亲、不同年份时日的同房、不同的职业、不同外界环境等等多个方靣,对精、卵受精中性别遗传的优势都会产生内外因素的影响。但这种影响归结为精、卵受精时谁占主导优势,即谁取得性别遗传的优势受精卵的性别就向谁主导的性别遗传方向发育。其表现主要有:(1)双亲不同年份时日的同房,其精、卵性别遗传的优势是不同的。如张三与李仙,在某年某时日同房,张三的精子占有性别遗传的优势,而在另一年份的时日同房,则不占优势而为劣势,都是可能的。其具体原因:当年当时,张三的身体健壮,精子健康,数量充足,在与李仙的卵子受精中占有性别遗传的优势;而来年的当时,张三身体欠佳,精子虽尚健康,但数量减少较多,与李仙的卵子受精中,失去了性别遗传的优势,而李仙的卵子占了优势,这也是可能的。(2)精、卵的性别遗传优势与家族遗传有关,一些家族,数代多或全生男孩;另一些家族,数代多或全生女孩。前者为精子保持占有性别遗传的优势,后者为卵子保持占有性别遗传的优势。即为所生男孩,系为以精子为关键的性别遗传物质主导了性发育的起动;所生女孩,系为以卵子为关键的性别遗传物质主导了性发育的起动。无源之水,无本之木是不存在的。(3)精、卵的性别遗传优势,尚与双亲配对不同有关。张某(男)婚配两次,前婚生2男,后婚生3女。李某(女)婚嫁两次,前婚生3女,后婚生2男。这表明,当父本或母本改变时,性别遗传的优势就与其配对的母本、父本的变动有关,即双方性别遗传的优势,与其当下精、卵受精中性别遗传互相竞争与搏弈而致优势的产生的结果不同有关。(4)精、卵的性别遗传优势产生的本质是,由精子或卵子性别遗传的实力所决定的。谁的实力强,谁就占优势,反之则不然。这种实力的最强者,要系在正常的自然和社会环境条件下,连续多代,至少3代以上,只生男孩或只生女孩的家族。如上述法国血缘族和英国家族之类为最强。因为他们在那么长的年代时问里,分别保持了同-性别的遗传优势。让我们再从体外受精的试管婴儿,多生女孩的问题作进一步探讨。对于此现象,按以往的认识,是难于给人信服的解答的。为什么呢?这难道说,体外试管受精,多为卵子与X精子优先接触受精的机会较多、成功率较高,而少为卵子与Y精子优先接触的机会较少,成功率较低吗?或者说,X精子在受精的顶体反应中,穿透卵子细胞膜进入卵细胞的能力较强,早先进入卵子受精成功率较高;而Y精子在受精的顶体反应中,穿透卵子细胞膜进入卵细胞的能力较弱,难于早先进入卵子受精的成功率较低吗?这与人们通常认为的:Y精子体态较小且较轻,在雌性生殖道粘液中游动速度较快,接触卵子的先机较多,是相矛盾相抵触的;且这就是较假定的原始性比值(1:1)的理论值也是差异显著的。其实,根本的原由是:体外受精的试管婴儿,是在男性精子数量一定或有限的情况下,与采获在试管中的卵子受精的,当把精液放入装有卵子的试管内的一瞬间,这精液中的X精子、Y精子均为自由落体运动到接触卵子时,虽会产生有一定的时差,这如果说是接触卵子的时差问题,不如说是它们分别穿透卵细胞膜的能力强弱的问题。这主要的原因是,除了卵子本身的内因是主要的外,尚有支承孕育胚胎的母体的生殖激素等有关性别遗传物质(特别是雌激素等)成了助力于卵子与精子搏弈与较量的外因,使卵子容易取得与精子搏弈与较量而获胜的优势,从而,较多可能地主导和引领胚胎的发育成长为女孩。而当卵子及母体有关性别遗传物质的助力,尚不构成对精子性别遗传优势时,就可能出现相反的情形而生育男孩了。而经过人为选择性别的试管婴儿就不在此论。再进一步地说,据笔者调查,喝白酒成痺(贬称酒鬼)的男人,多生女孩。难道说是酒精只对Y精子有伤害,而对X精子无伤害,甚至有保护作用,致使卵子与X精子结合为XX配子而多生女孩吗?绝然不是,酒精不仅对Y精子有伤害,而且对X精子也有伤害。其根本的原因是,酒精对肝肾,特别是对生殖噐睾丸的伤害而导致它所产生的精子数量明显减少,质量(活力)也明显降低,甚至尚有不少为失去活力的精子,因而,导致精、卵在受精的性别遗传的搏弈与较量中,多数或大多数时候(性交)为卵子的实力取得优势的根源所致。此外,非主流性,不到1﹪或数+万分之一的精、卵受精,因其双方性别遗传的实力搏弈与较量处于相等或基本相等的相持状态时,精、卵间无仼何一方取得性别遗传的优势而失去主导和引领胚胎的成长,从而,双方既各自支配,又相互制约对方个性特征的展现,结果导致胚胎发育为“间性”或嵌合个体。
因此,就普遍的主流性而言,精、卵受精性别遗传优势归结为一句话:该优势来自精、卵自身,不是精子占优势,就是卵子占优势。当精、卵之间的内在实力越有明显差距时,性别遗传的优势就越明显,新生个体就越优秀;当连续多代都保持生男或生女的性别优势遗传时,那是其所系家族性别遗传的性染色体Y或X的连锁及其关键基因(SRY、DAXI等),以及常染色体及其基因(SOX9等)(13) 所组成性别遗传的物质或细胞,或者说是由精子或卵子受精优势定性连锁所致。2016年 ,生理学或医学诺贝尔奖获得者日本大隅良典所“发现的人类细胞自噬机制及其效用”。[14]对本研究就是一个间接的例证,因为他研究的基元就是细胞,而不是基因之类。另尚有值得关注的精、卵双方均无优势,为30万分之一的罕见性,即精、卵受精的“间性”或嵌合个体的性别遗传。
3 精、卵受精性别遗传优势的表达
表达是精、卵受精性别遗传优势的展现, 物种繁殖之所需, 生物进化之推进,也是精、卵本身之“天性”。没有表达,精、卵受精性别遗传优势就无从谈起,生物繁演即停止。
正是精、卵在受精过程中,性别遗传优势之有、无发生,必然相应导致“两类型”性别遗传表达的出现:一类是居主流的正常的性别遗传优势的发生及其面广量大居主流的正常表达。另一类是非主流非正常的无优势的,即为数极少极少的所谓“间性”个体的表达。
而主流性的性别遗传优势类型的表达是:居性别遗传优势的一方(精子或卵子),必然产生导向的运动, 主导和引领性别遗传优势的全面表达, 生产与它同性的新生个体。而对应居劣势的一方(卵子或精子),则受到对方(精子或卵子)的抑制和被引领,停止性别遗传的个性特征的表达,但其不逍遥法外,袖手旁观,而是助力于对方(优势一方)性别遗传个性特征的表达,双方相辅相成,共得益彰,生育出与优势一方同性別(对立统一)的新生命个体。因为有人发现,胚胎发育成雄性,除与Y染色体和雄激素睾丸酮等有关外,还与X染色体有着密切的关系。从睾丸女性化症候群病人身上得知,造成这种个体异常的原因是其体内靶细胞缺乏雄激素受体。而这种雄激素受体的基因却存在X染色体的TFM位点上,当这个位点由于发生突变吋,就使体内靶细胞缺乏雄激素受体而导致该病症的发生。(6)正是如此,由于其X染色体的TFM位点的变异,才导致上述患者出现。这给人们启示:正确客观地认识事物,不仅是认识事物的内部结构的某个或几个元素的特殊性, 而要认识这些个元素与其他元素的关系,而且还要回过来联系整体,从中发现规律性的东西。不然,为何我们常常讲,要“综合考虑”、“综合治理”,就是要求从整体上全面考虑,方能实现更有效地解决问题。因为事物的发展不只是由单一结构而细小的某一个因素决定的, 往往与周围相关的因素, 甚至整体系列因素有关联。由这一启示,不仅有益于认识“表达”,而且有益于认识整个精、卵受性别遗传优势的问题。而另一类是极为罕见性、非正常的无优势出现的表达: 正是精、卵受精性别遗传个性实力相当,搏弈相持,无优势的出现, 其双方就可能同时进行自身个性特征在同一机体上表达,这就不可避免地出现相互牵制与扺消其部分个性特征的表达,导致难免形成“间性”或嵌合型的异常个体。
然而,就是正常主流性的表达问题上,精子和卵子受精,各自都既有取得性别遗传优势可能的前提下, 按照自身的个性特质表达与己同性的新生命个体的“天性”,又有在不能取得性别遗传优势的前提下,接受对方的抑制,停止自身“天性”的表达,助力于对方“天性”表达的“忍性”。当然,双方“天性”第一,“忍性”第二,前者为首选,后者次选。日常生活中,不少动物的精、卵受精后,其性别组成的核型虽已形成,但其胚胎早期却出现了两种生殖腺,就是如上问题的例证。只是后来,取得性别遗传优势的一方的强力表达,使自身的生殖腺全靣充分地发育,同时,抑制劣势的对方生殖腺的表达,(15)使胚胎的发育表达始终向着由优势一方主导引领的方向健全地进行。其实,这种性别遗传优势的表达和受精优势取得一样,並非风平浪静,一帆风顺,而是经过一番搏弈与较量,且搏弈与较量並非一次完成, 也可能要经过多次。因为胚胎从发育至性分化完成前,尚需一段时间,此间,雌、雄性滶素等的变化也会随时影性分化的进行。动物的性反转就是证据之一,这-表达的过程中,是否还会产生性改变?虽然尚未见到报导, 但据前理是有可能的。並且,性别遗传优势的表达,与精、卵自身个性特质的实力关系极大,双方正常的个性特质的实力差距越大, 表达性别遗传优势之内动力越强劲, 其表达就越全靣越彻,个体就越健全和越有活力。前述英国的一个家族和法国的-个血缘族,在传统的受精与生殖条件下,没有现代人为的性别选择与控制,且未因内外环境不利因素的影该两个家族,由于存在有性别遗传的性别染色体Y或X连锁, 以及其有关基因(SRY、DAXI等),以及其常染色体基因(SOX9、WTI等)优势的作用,因而精、卵两者分别基本或完全各自畅通无阻地进行性别遗传优势实力的表达,而与之相对应的卵子或精子,则分别被抑制、被引领而停止自身个性的表达。而动物的克隆和孤雌生殖出现与母体同性的后代个体,正是唯一由卵子主导全面表达性别遗传个性特质的又一例证。
动物精、卵受精性别遗传优势决定性别的观点,是笔者1977年发现的,並在自身生育的实践中作了验证。隨后,养兔子作实验,人为控制兔子交配,以图提高其性比率,结果生产两胎,第一胎生3公1母;第二胎生4公2母,有效提高了原始性比值。以后由于工作环境变动,没有条件继续实验下去。笔者结合现实工作环境,开展了大量相关基于文献的研究。
因此,就主流性的精、卵受精而言,其性别遗传优势的表达,既是取得优势一方的全面表达,又是未取得优势的另一方的停止表达而助力优势的对方的全面表达,从广义上可看作是双方同一性的配合表达,並且双方正常个性特质的实力差距越大,同一性的配合表达就越全面、彻底,新生个体就越健全越有活力。而极为罕见的无优势的精、卵受精的表达,则是非正常的值得更深入研究的使之尽量减少和避免出现的。
总之,动物精、卵受精,其性别遗传优势之实力, 决定其性别遗传个性特征的表达是客观存在的。这种性别遗传优势之实力就在精、卵自身。认识和应用这一机理, 就能够创造精、卵受精性别遗传优势的实力,以自由地控动物的性别。这个具体的论题将在另文述及。
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Study on The “Qualitative”Mechanism of Gender Genetic Advantage of Animal Fertilization
WANG Hong-lin
(ScienceandTechnologyInformationInstituteofYuxicity,Yuxi,Yunnan, 653100)
The aim of this study was to uncover the mechanism of fertilization to realize the control of gender by influencing fertilization, further to make contribution for the development of economic and society. This study analyzed the mechanism of gender genetic advantage of animal fertilization based on the research papers. And this study summarized that the gender of new baby was determined by the own advantage of sperm and egg. Thus, grasping the mechanism of the advantage of sperm and egg, the gender of the new baby was under control.
sperm and egg fertilization; prepotency; sex determination; mechanism
7-04-25
2017-05-08
王洪林(1946-),男,研究员,现任玉溪市科技情报学会理事长,主要从事遗传学、情报学与社会发展研究。
S814
A
1001-9111(2017)03-0036-06