目前，德克薩斯大學(xué)阿靈頓分校（UT Arlington）的一個(gè)研究小組稱，他們通過(guò)對(duì)4000多種甲蟲(chóng)的遺傳信息進(jìn)行研究，提出了關(guān)于“為什么一些物種的Y染色體丟失，而另外一些物種（如人類）卻保留它”的一個(gè)新理論，他們稱之為“脆性Y染色體假說(shuō)”。

生物學(xué)家們的想法是，Y染色體的命運(yùn)，深受減數(shù)分裂或精子生產(chǎn)在一個(gè)生物體內(nèi)如何起作用的影響。他們認(rèn)為，X和Y遺傳信息融合或重組的區(qū)域，可以作為一個(gè)強(qiáng)大的線索，暗示物種在精子產(chǎn)生過(guò)程中處于Y染色體丟失的風(fēng)險(xiǎn)。先前的工作認(rèn)為，Y染色體缺失是因?yàn)槠鋽y帶更少的重要基因。

德克薩斯大學(xué)阿靈頓分校的博士生Heath Blackmon指出，以前對(duì)性染色體的大多數(shù)研究，既在哺乳動(dòng)物中，也在果蠅中。但是，甲蟲(chóng)是地球上變化最多的組群，科學(xué)家們已經(jīng)描述和命名了350,000多種甲蟲(chóng)。

Blackmon指出：“我們想進(jìn)行這項(xiàng)研究的一個(gè)目的是，看看甲蟲(chóng)是否能揭示出性染色體進(jìn)化方式的任何新信息。”Blackmon和UT Arlington的生物學(xué)副教授Jeffery Demuth，將相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在最近的《Genetics》雜志。這項(xiàng)研究由美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院贊助支持。

X和Y染色體基因控制人類的性別決定，XY染色體組合為男性，而XX染色體組合為女性。研究人員研究這些染色體的進(jìn)化，在某種程度上，是為了了解關(guān)于人類進(jìn)化和疾病的更多信息。某些疾病，如血友病，只與性染色體上的基因有關(guān)。

像人類一樣，甲蟲(chóng)的性別決定是由一對(duì)XY染色體控制，大多數(shù)Y染色體比X染色體小。許多相同的進(jìn)化動(dòng)力應(yīng)該在兩組都起作用。

Demuth表示：“我們實(shí)驗(yàn)室感興趣的一件事情是，基因組結(jié)構(gòu)的演變以及在何種約束下演化。性染色體特別有趣，因?yàn)樗鼈兒苊黠@是一個(gè)關(guān)鍵的發(fā)育開(kāi)關(guān)，如果出錯(cuò)，會(huì)導(dǎo)致過(guò)多或多少的副本，引發(fā)幾種重要的人類疾病。”

除了與哺乳動(dòng)物相關(guān)的XY染色體組合之外，鳥(niǎo)類和其他動(dòng)物還有ZW組合。在大自然的某些情況中，Y和W在進(jìn)化中都丟失，產(chǎn)生了XO和ZO組合。

傳統(tǒng)上，科學(xué)家們將Y染色體的丟失解釋為，它不能包含足夠多的重要遺傳信息，所以它可有可無(wú)。在這一過(guò)程中，任何重要的基因從Y轉(zhuǎn)移到其他染色體，性別決定采取不同的路線。一些科學(xué)家甚至推測(cè)，在Y染色體上的所有基因丟失之前，人類Y染色體只大約只有1千萬(wàn)年。

為了查明是否還有其他原因引起Y染色體丟失。Blackmon和Demuth組建了4724種甲蟲(chóng)（也稱為鞘翅目）的一個(gè)染色體組型（一種染色體圖）數(shù)據(jù)庫(kù)。在這個(gè)大的范圍內(nèi)，他們發(fā)現(xiàn)了他們所說(shuō)的“性染色體系統(tǒng)的明顯變化”。然后，他們把注意力集中在甲蟲(chóng)家族最大的兩個(gè)亞目——多食亞目，具有相對(duì)穩(wěn)定的一個(gè)Y染色體，和肉食亞目，其有一個(gè)不穩(wěn)定的Y染色體。

由此產(chǎn)生的脆性Y染色體假說(shuō)，關(guān)注精子產(chǎn)生時(shí)X染色體和Y染色體如何分開(kāi)的差異。許多物種，包括人類，其X染色體和Y染色體上有空間，在那里兩個(gè)染色體重組或融合。這就是所謂的“擬常染色體區(qū)域”（PAR）。在具有一個(gè)PAR的物種中，它是確保精子接受X或Y染色體的關(guān)鍵。

以前的遺傳學(xué)研究表明，自然選擇可縮小X和Y染色體之間的重組區(qū)域，使一個(gè)基因的不同版本傳遞給對(duì)它們最有利的性別。新的研究稱，PAR收縮，能夠使這樣一些后代產(chǎn)生，這些后代不具有更可能來(lái)自父親的X或Y染色體。

此外，有一些物種沒(méi)有擬常染色體區(qū)域，特殊的蛋白質(zhì)帶領(lǐng)X和Y染色體前往精子細(xì)胞。UT Arlington研究小組的新理論稱，對(duì)PAR依賴性的缺乏，可使這些物種更不可能經(jīng)受Y染色體丟失。

UT Arlington研究小組在甲蟲(chóng)中所得到的結(jié)果，經(jīng)得住哺乳動(dòng)物世界的比較。胎盤哺乳動(dòng)物通常需要PAR，以如實(shí)地將X和Y分離到精子中，而有袋類哺乳動(dòng)物如袋鼠則不能。這個(gè)假說(shuō)預(yù)測(cè)，胎盤哺乳動(dòng)物已經(jīng)多次丟失了Y染色體，而有袋類哺乳動(dòng)物則沒(méi)有。此外，在胎盤哺乳動(dòng)物中，具有較小PARs的動(dòng)物，如嚙齒類動(dòng)物，Y染色體丟失最常見(jiàn)。

Blackmon稱：“我們?cè)趧?dòng)物中發(fā)現(xiàn)的模式確認(rèn)非常重要，因?yàn)樗馕吨词乖诜蛛x了上百萬(wàn)年的群組中，也存在這個(gè)假說(shuō)所預(yù)測(cè)的模式。哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類似乎具有非常穩(wěn)定的性染色體和性別決定。許多其他的動(dòng)物組群（包括魚(yú)類）的性染色體更容易受進(jìn)化影響而發(fā)生改變。”