试管婴儿能否揭示进化的一些隐藏机制?从近期关于性别平衡的报道来看,这绝对有可能。
几十年来,进化生物学家一直在试图弄清楚决定这种平衡的力量。看来,这归结为相互竞争的利益之间的拉锯战。想象一个物种,其中一个奇异的突变导致雌性产下大量的女儿。如果你是雄性,突然你的繁殖机会看起来非常好——肯定比所有那些雌性都要好。现在想象一下,其中一些幸运的雄性获得了使其比女儿生下更多儿子的突变。这种偏爱儿子的突变会因为雄性的优势而传播。随着时间的推移,这些突变将性别平衡推向雄性。现在常见的雄性将比现在稀有的雌性产生后代的几率更小。优势转移到雌性。随着时间的推移,这些相反的力量将性别比例来回拉动,直到它们稳定下来达到平衡。
然而,有时雄性和雌性的比例会失衡。例如,一些昆虫只产下女儿。这是因为第三个参与者加入了这场拉锯战——一种叫做*沃尔巴克体*的细菌。*沃尔巴克体*生活在动物细胞中,因此它除了宿主生命之外生存的唯一方法就是进入其卵子,然后卵子发育成成年。由于*沃尔巴克体*无法进入精子,因此它们对雄性是无用的。因此,它进化出了多种工具,用于迫使它们的雌性宿主只产下女儿。
但生物学家也注意到,在某些情况下,包括人类在内的其他动物也会产下过多的儿子或女儿。在 20 世纪 70 年代初,当时都在哈佛大学的罗伯特·特里弗斯(Robert Trivers)和丹·威拉德(Dan Willard)想知道母亲是否能够控制其后代的性别比例以促进自身的繁殖成功。他们设想了一个物种,例如鹿,其中相对较少的雄性与大多数雌性交配。如果一头母鹿生下一头健康的公鹿,它很可能长成一头健康的公鹿,并有很大机会为母鹿产生许多孙子。事实上,它产生的孙子数量将远远超过最成功的女儿。它可以使许多雌性受孕,而女儿每年只能产下几个后代,然后她必须哺乳。所以,如果母鹿身体健康,能够生下强壮的后代,那么它生下儿子会更好。
另一方面,如果这头母鹿生下一头身体状况不佳的雄性,它可能无法与其他雄性竞争,其繁殖机会将降至零。由于大多数活到成年的雌性至少会生下一些后代,因此生女儿而不是生下身体状况不佳的儿子更有意义。
特里弗斯和威拉德推测,如果母亲能够以某种方式衡量其后代的前景,她可能会操纵其性别比例以获得自身进化的优势。在困难时期,她会生女儿;在好时期,她会生儿子。
自从特里弗斯和威拉德于 1973 年首次发表他们的想法以来,科学家们已经在数百项研究中对其进行了检验。其中一些结果非常有力。科学家们将一种名为塞舌尔莺的鸟类从一个栖息地移到另一个栖息地,并测量了它们雏鸟的性别比例。在食物充足的地方,它们产下了许多留在巢中帮助抚养幼鸟的女儿。在食物匮乏的地方,性别比例倾向于儿子,它们会飞出去寻找新的领地。但结果远非明确,尤其是在哺乳动物方面,这让一些研究人员怀疑这种特定的力量在哺乳动物进化中是否很强。
在一篇即将发表在《英国皇家学会学报》上的文章中,南非动物学家、比勒陀利亚大学的埃莉萨·卡梅隆(Elissa Cameron)认为,如果正确看待证据,关于调整性别比例的论点实际上非常好。她分析了 400 多项关于性别比例的研究,并注意到,根据研究的不同,科学家们在怀孕的不同阶段测量了母亲的状况。有些是在受孕时进行的测量,有些是在怀孕中期,有些是在分娩时。虽然怀孕期间和分娩时的研究提供了含糊的结果,但几乎所有在受孕前后进行的研究都为特里弗斯-威拉德假说提供了强有力的支持。
卡梅隆认为,这些结果表明母亲可以改变性别平衡,但仅限于受孕前后。例如,当卵子开始分裂时,子宫中的葡萄糖含量可能会触发不同的反应,具体取决于卵子是雄性还是雌性。例如,高葡萄糖可能表明母亲状况良好,会倾向于生养儿子,而低葡萄糖则有利于雌性。在《生殖生物学》即将发表的一篇论文中,密苏里大学的雪莉·罗森菲尔德(Cheryl Rosenfeld)和迈克尔·罗伯茨(Michael Roberts)回顾了一些可能支持卡梅隆的证据。(您可以在此处免费下载。)他们让雌性小鼠食用两种不同的饮食——一种高饱和脂肪,另一种高碳水化合物。食用高脂肪饮食(可能导致高葡萄糖水平)的母亲产下了两倍于女儿的儿子。食用高碳水化合物饮食的母亲产生的儿子大约是女儿的半倍。
而这正是试管婴儿发挥作用的地方。人类可能不像鹿那样存在性别比例失衡,但大量证据表明,我们是从一个由少数雄性与大量雌性交配的灵长类动物长期进化而来的。因此,在女性身上发现偏爱儿子或女儿的适应性并不令人意外。罗森菲尔德和理查兹调查了一些关于人口普查数据的有趣研究,这些研究表明这种情况确实发生了。试管婴儿也为可能起作用的生物化学提供了一些线索。当医生使女性的卵子受精并让它们开始分裂成细胞团时,他们会将胚胎保存在葡萄糖溶液中。医生让胚胎发育的时间越长,患者就越有可能生下儿子而不是女儿。在这种富含葡萄糖的环境中,雄性胚胎可能会茁壮成长,而雌性则有发育失败的风险。看来,即使在生殖技术时代,我们仍在努力应对我们的进化遗产。













