基因与两性
作者:三思逍遥
自1953年,DNA奠定了其遗传物质的地位以后,几乎所有生物的机体塑造,主要由其所携带的DNA——更具体的说法是由其所拥有的基因——所决定就已成为共识。但我们对生命世界的兴趣,并不仅局限于各种生物美妙的形态,更多时候,这些自然界精灵的种种匪夷所思的行为方式更加吸引我们的眼球。虽然有时候一些奇妙的发现,让哲学家们倍感尴尬,比如196x年珍妮发现,黑猩猩会制造简单的树枝工具钓食白蚁。要知道,在此之前,人是哲学家们恩准的唯一会制造和利用工具的物种呢。
五十多年来,分子生物学迅猛发展,而目前所发展出的系列操纵和追踪基因的技术,已经意味着,人类正进入有希望真正回应古希腊先哲的感叹——“人啊,认识你自己”———的时代。这回响数千年的叹息中,当然包含男女之间希望了解彼此的渴求。今天我们不知不觉中,已身处深入探索先天和后天对两性差异影响的幽暗山洞之中。在基因转移和基因敲除的咒语声中,大门正悄无声息的慢慢打开,让人惊讶的信息已经扑面而至。这些新发现究竟意味着什么?也许还需要经历时间的发酵和沉淀,我们才能真正有所体会。不过在此之前,我们应该首先对此有所了解。
, 百拇医药
忠贞基因——有多少爱可以重来只要还有人能体会爱情的滋味,那么花心就注定是文化中永恒不衰的话题,由此所引发的激烈争论根本无法统计,偏激的人甚至认为,忠贞不过是一个美好的幻觉,没有出轨仅仅是没有机会而已。但从生物学的角度上看,作为哺乳动物的一员,人类在忠贞这个问题上的实际表现,算不上太过分。要知道,据动物学家估计,就本性而言,哺乳动物中仅3~5%的物种是严格遵从一夫一妻制的,并且这个数据随着亲子鉴定技术的发展。还在令人忧心的缩水。
很少有人能真的对爱情和忠贞这样的话题无动于衷,生物学家自然也不例外。然而试图在基因水平上研究忠贞不渝,先不论是否有亵渎和基因决定论的嫌疑,怎样在数以万计的基因中找到并证实它,就是一个让人感到绝望的事。一个如此复杂的行为,也许和数以千计的基因有关,以至于我们永远都无法达成任何形式的一致。
然而,让人惊讶的是,目前科学家已经深入到这项不可思议任务的核心部分,他们找到了一些关键的基因,以及相关的大脑区域。而帮助我们破译这个秘密的主角,却是生活中通常让人感到不快的老鼠,这种啮齿类动物给我们的生活带来了无数的烦恼,它生命力旺盛,繁殖迅速,还常导致鼠患。但鼠类早就是科学研究中很有用的一种动物,比如小鼠就是一种重要的模式动物,几乎是哺乳类动物的实验代表,它们和我们共享多达八成的基因,生物学家和药理学家们在小鼠身上获益良多,每年有无数种新药的动物实验是用它来完成的,而著名的肥胖基因正是通过研究自然变异的肥胖小鼠才得以发现。
, 百拇医药
这一次帮了我们大忙的是,草原田鼠和山区田鼠。这两种田鼠极其相似,实验证实他们彼此在DNA水平上的相似程度超过99%。但虽然如此,这两种老鼠中的雄性在如何处理异性情感的态度上相差甚远。草原田鼠是坚守一夫一妻制的优秀代表,而它的表亲山区田鼠,则是专职的花花公子,他们四处流浪,永不懈怠的向雌鼠们进行自我推荐。对于渴望在基因水平上了解“爱情”秘密的人来说,知道有种生物不足1%的差别就划开了专一和花心的鸿沟,这可真是天赐的礼物。
忠贞不渝的草原田鼠
初期的研究提示,雄性田鼠的花心与忠贞间的差别,似乎和垂体后叶加压素的释放及感受能力有关。顾名思义,垂体后叶加压素,是由垂体后叶所分泌的一种激素,并具有升高血压的能力。这种激素在许多情况下都会被大脑释放,比如性爱以后。研究发现,雄性的草原田鼠与山区田鼠的区别之一,在于山区田鼠的大脑腹侧苍白球上没有感知加压素存在的受体。同时实验发现,如果在草原田鼠交配时,使用药物阻止其大脑腹侧苍白球感知加压素的存在,那么专一的草原田鼠也成了始乱终弃的花花公子。研究至此,最终的结论已经呼之欲出,只差关键的临门一足。
, 百拇医药
1999年,社会神经生物学家拉里.杨,率先通过基因转移技术,将草原田鼠的加压素受体基因转移给其花心的表兄,使其腹侧苍白球也拥有了感知加压素存在的能力,结果此举大幅度的提高了山区田鼠的家庭责任感。看来,这个基因就像一把钥匙,打开了大脑中通往忠贞之路的大门,神经系统的复杂性再次超乎人们的预料。这项研究也因此成为科学史上第一个,仅改变一个基因就大幅度的改变了动物行为模式的杰作。
这些围绕着花心与专一的研究,激发了人们深入探索“爱情”秘密的欲望,这些兴趣在2004年结出累累硕果。成为焦点的草原田鼠也被人抓住了一夜情的现行,曾经被泛泛归类到一夫一妻制的模范动物,在两性关系上实际拥有让人眼花缭乱的复杂社会行为。而这些研究也再一次证实,加压素的分泌能力以及其受体的数量和位置,是草原田鼠拥有即隐秘又复杂的社会两性行为的基础,就自然演化的角度来看,完成这一切只需相关基因的轻微突变,这也许意味着,生命世界中众多复杂的行为背后,不一定非要有一个复杂的原因,也许存在的只是一个简单的调节阀门,只需配合无以伦比的大脑就可实现。
, 百拇医药
垂体后叶加压素如何使得忠贞成为现实的秘密之一,也已经为人所知。目前,所有的线索最终指向了,大脑中最神秘莫测的奖赏中枢。人类和田鼠同样拥有性爱后释放垂体后叶加压素的能力,以及相应的奖赏中枢。毒品正是通过影响这个中枢,才让人欲罢不能,犹如深陷爱情的漩涡。有人据此宣称,爱情是另一种毒品,但事实上这远不如说,毒品是模拟的虚假爱情,更符合事实真相。亿万年的进化,才让某些生物拥有了沉醉于爱情的能力,但有人却将之用于尝试毒品,显然这既不是大脑的错更不是爱情的错。探索一种行为的生物学基础,并不等于我们一定要认同这种行为的合理,毕竟人类拥有的理性程度是远远超越于田鼠之上的,自知者明这样的格言是我们永远也不该忘记的。
1999年的辉煌成功,激励着分子生物学家们将基因和行为关联在一起的研究欲望。两性行为成为研究的焦点,不仅仅是因为这些行为让人着迷。分子生物学家还有更现实的疑虑。他们不得不担心自己犯下一些十分愚蠢的错误,就像那个一氧化二氢的故事,我们发现在汽车的尾气中、在酸雨中、在肿瘤中都发现了它的痕迹,可是这并不等于一氧化二氢就得这些糟糕的东西承担什么责任,其实一氧化二氢就是水的别称。我们知道水为何会出现在那里,所以这只是个笑话,但如果将它换成别的我们未知的东西时,上面的陈述就很容易误导人们的判断。而两性行为则提供了一个绝妙的研究基础,在有关忠贞的研究中,亲缘关系极其密切的两个物种,具有截然不同的婚配方式。而通过基因转移的手段成功的将其行为戏剧性的扭转,让我们有充分的信心相信这个基因必定和忠贞的行为关系密切。而有关心理性别的研究遵循着同样的逻辑。
, 百拇医药
心理性别基因 ———两性苦海虽然在大多数情况下,心理性别与生理性别协调一致,以至于大多数人不会认为这其中还有什么奥妙。因此,许多人对同性恋感到难以理解,历史上许多人对同性恋现象提出了种种猜测,然而在不明了其中的生物学缘由之前,那些猜测对于我们理解这种现象,毫无实际的帮助,这些猜测的目的往往不是为了真的解释原因,只不过是为了给歧视和偏见提供貌似合理的借口。比如声称同性恋是违背自然的,因此是不道德的等等。然而,自然创造出手,其目的决不是为了让我们用它来弹琴,但没有人会疯狂到用此来证明弹琴是不道德的。更何况,同性恋的确是自然的产物。自然界中许多生物都存在同性恋现象,并非人类独有,它并非任何邪恶思想的产物。然而如何找到与心理性别关系密切的基因,却是一个巨大的挑战。
许多研究都有一个久远的历史,早在1963年,耶鲁大学的Kulbir Gill就偶然发现一些果蝇是双性恋者,他猜测这很可能和一个基因有关系,并将其命名为fruity,即美国俚语里的“男同性恋”,毕竟果蝇不太可能接受什么邪恶的思想。Fruity这个词过于粗旷,容易引人不快,后来的研究者将其改称为fruitless,意思是“不结果子的、徒劳无益的”。其缩写不变,仍然为fru。
, 百拇医药
普通雄果蝇(右)追逐雌果蝇;而fru基因变异的雄果蝇追求同性,有时它们会连成一条链子,每一只雄蝇都追求自己前面的那只雄蝇。
延伸阅读《果蝇:一个基因的罗曼史》
幸运的是,遗传学家对果蝇非常熟悉,它就是奠定经典遗传学的关键生物,但即便如此,直到30年后,科学家才找到这个有嫌疑的基因并克隆了它。这个基因十分巨大,包含14万个碱基对,相当于70个果蝇的一般大小的基因。它的功能复杂,如果敲除这个基因,果蝇将无法生存。一系列的实验现象,强有力的暗示这个基因,不仅与雄性果蝇的性取向有关,而且很可能还控制着,雄性果蝇复杂而精巧的求偶行为。首先这些行为是果蝇的本能,完全无须学习,其次如果干扰这个基因在雄性果蝇大脑中的某些神经元中的表达,将会明显干扰雄性果蝇的行为模式,将一项完全可称为优雅的活动,转变成粗鲁无礼的霸王硬上弓。
进一步研究显示,Fru基因在雌雄果蝇中都存在,但雌果蝇解释这个基因的方式与雄果蝇不同。这给科学家验证它可能就是控制果蝇心理性别认同,以及雄果蝇美妙求爱舞姿行为的关键基因,提供了方便之门。奥地利维也纳分子生物技术研究所的Barry Dickson研究小组通过分子生物学手段,巧妙地让雌果蝇表达出雄性果蝇所拥有的fru蛋白。其结果正如所料,这些雌果蝇完全无视自己的解剖结构,它们的表现就是一只中规中矩的雄性果蝇,优雅的追逐其他雌果蝇并严厉的拒绝雄性果蝇的追求,除非科学家想办法让那些雄果蝇带上雌性的味道。
, http://www.100md.com
如果昆虫的心理性别受到基因的控制显得微不足道的话,那么2007年8月6日,哈佛大学分子细胞生物学家,凯瑟琳”杜拉克发表在《自然》上的一篇论文,足以引发有关基因与心理性别之间关系的思考。这一次,凯瑟琳”杜拉克小组的人员,敲除了雌性小鼠身体中的TRPC2基因,其产生的效果十分戏剧化,几乎就是果蝇的小鼠版重演。丧失了TRPC2基因的雌鼠,有明显的雄性化趋势,它们像普通的雄鼠那样嗅寻、追逐其他雌鼠。甚至扭动屁股,耸动骨盆,骑到其他雌鼠身上,做出雄性性交的动作,并伴随雄鼠求爱时特有的尖叫声。与那些雌果蝇不同的是,这些雌鼠还有机会做母亲,虽然它们的表现完全不像一个合格的母亲,另外它们也不像正常雄鼠那样对其它雄鼠气势汹汹。
鼻子受损雌鼠像雄鼠一样狂追雌鼠寻爱与前面的所谈到过的基因不同的是,TRPC2基因并不在大脑中表达,它只在一个特别的嗅觉器官中表达。人们常说鼠目寸光,的确,老鼠更依赖于其发达的嗅觉认识世界。每只老鼠都有自己独特的气味,它们通过气味,传递十分丰富的信息。诸如标志自己的性别,自己所拥有的社会等级等等。为了分析如此丰富的信息,老鼠实际上拥有两套嗅觉系统,一套和我们的鼻子没什么太大的不同,而另一套被称为犁鼻器则专用于感知信息素(常音译为費洛蒙),而TRPC2基因所制造的蛋白质,正是犁鼻器功能的关键,没有它就相当于没有犁鼻器。
, http://www.100md.com
实际上,杜拉克小组对此结果并无充足的心理准备,无论怎么说,没有鼻子就改变了心理性别并且拥有了明显的雄鼠特有行为,实在有点让人出乎意料之外。研究人员干脆直接动刀,切除了那些在基因上完全正常的雌鼠的犁鼻器。结果干脆利落,这些雌鼠很快开始了追求其他雌鼠的行为。有趣的是没有犁鼻器的雄鼠,依然会追逐雌鼠,但是它们对同性彬彬有礼,甚至会追求同性。
这项试验引申出许多有趣的问题,犁鼻器是老鼠鉴别同类性别的唯一器官,为何丧失性别鉴定能力的老鼠,会表现出雄性行为而不是相反?长期以来,科学界普遍认为,哺乳动物两性行为的差别,主要由性激素所控制。此种观点认为,胚胎发育期间大脑神经元的生长及其连接模式,受到不同性激素的影响,由此导致两性行为间的先天差别。但显然,雌性老鼠的大脑,具有行使雄性行为的能力,那么雌鼠的犁鼻器是如何抑制这种行为的出现,还需要深入探索。另外,人类也具有信息素,虽然我们受其影响远不如老鼠那么明显,我们对眼睛的依赖也明显超过鼻子,但像女生宿舍中月经趋同的现象,一直以来并无明确的解释,还有神秘的缘分,这些现象在多大程度上与信息素有关?实在是个迷人的问题。
虽然本文主要谈论有关基因和行为之间可能存在的关系,但这并不意味着基因决定了行为。事实上,这种浅薄的观念,几乎没有得到,任何一个严肃的分子生物学家支持。只要对达尔文的演化论有所了解,就能看出基因决定论的荒谬。一个复杂的大脑,足以让像人这样的物种,在很大程度上超越基因的影响,如同道金斯所言,生活在一个只受基因控制的社会,那无异于身处地狱,基因从不会关心我们的幸福和快乐,如果痛苦有利于它的传播,痛苦就会被自然选择所亲睐。如果我们真的渴望拥有幸福,就必须尽可能地了解基因的“阴谋”,了解我们的行为在多大程度上受到基因的影响,这些行为究竟是有利于我们的生活还是仅仅有利于基因本身。, http://www.100md.com