大猩猩陰莖僅 3 厘米 或藏男人不孕秘密

成年雄性大猩猩的陰莖平均長度僅為 3 厘米,是所有猿類中最小,而尺寸也伴影響了其生殖能力,例如與其他靈長類動物相比,大猩猩精子數量較低,精子活力差,與卵子結合的能力較弱。最新刊於 eLife 的研究更指,發現了大猩猩與人類在這方面有共同基因,或與男性不孕有關。

領導研究的美國水牛城大學博士後研究員 Jacob Bowman 指,鑑於以上的生殖問題也會影響人類,所有雄性大猩猩都具有這些特徵是令人驚訝。不過,現象可用大猩猩的交配系統來解釋。

由於大猩猩實行一夫多妻制,其中佔主導地位的雄性幾乎可獨家接觸所屬群族中的全部雌性,而雄性大猩猩在交配上有體格上的優勢,所以精子不必與其他雄性競爭,並且不需要許多高機動性的精子就可以生育後代。此理論認為,精子缺乏競爭導致大猩猩演化出較小的陰莖。 

 大猩猩和人類共享絕大多數相同的基因,團隊嘗試從大猩猩中找出的可疑基因,了解在基因層面上,是否可找到與人類精子製造,或導致精子品質不佳的相關基因。

團隊整理了包含 261 種哺乳類 13,000 多個基因的資料庫,當中涉及觀察基因的基本序列,以了解其在相關動物中如何隨時間變化,從而找到大猩猩族譜分支中的某些基因,是否以顯著降低的速度演化。 

當沒有強大的壓力來消除可能阻礙族群生存的基因突變時,例如與大猩猩低品質精子有關的基因突變,這種情況便會發生,而過程被稱為「寬鬆純化選擇 (relaxed purifying selection) 」,可能會導致看似有害的突變在一個物種中變得普遍。

數據顯示,大猩猩譜系中有 578 個基因經歷了寬鬆純化選擇。數據表明,其中許多基因與精子的形成有關。然而,並非所有基因都在人類男性生育能力中都具有已知作用。 

為更了解這些基因的功能,團隊轉在果蠅這種生物學中常用的遺傳模型進行研究,他們系統性地關閉雄性果蠅的每個基因,調查是否會影響牠們的繁殖能力,最終發現了 41 個過往無與男性生育力扯上關係的基因。 

然後,團隊在一個包含 2,100 名不孕男性數據的數據庫對比新發現的基因,發現有這些基因的男性精液精子含量極低,甚至是缺乏。他們又用具有生育能力的男性的數據,以之對比其他大猩猩身上標記的基因。團隊發現,在 109 個「寬鬆純化選擇」的大猩猩基因中,不孕症男性比有生育能力的男性攜帶更多的功能喪失突變,這些功能缺失突變會降低基因製造其編碼蛋白質的能力。 

雖然這些基因很可能與人類男性生育能力有關,但未來仍需要更多研究其在人體內的確切作用。因為不孕問題非常複雜,並非所有都歸咎於遺傳因素,例如不同基因的互動,環境因素及動物行為,也有所影響。 

來源:

Live Science, The same genetic mutations behind gorillas’ small penises may hinder fertility in men

報告:

owman, J.D., Silva, N., Schüftan, E. & et al. (2024). Pervasive relaxed selection on spermatogenesis genes coincident with the evolution of polygyny in gorillas. eLife 13:RP94563. doi: 10.7554/eLife.94563.1

文/AC

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