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大猩猩「雞雞很小」平均3公分 竟藏男性不孕秘密!

居主導地位的大猩猩背部會長出銀白色毛髮,其生殖器平均只有3公分。(路透資料照)

居主導地位的大猩猩背部會長出銀白色毛髮,其生殖器平均只有3公分。(路透資料照)

2024/05/22 10:00

〔編譯陳成良/綜合報導〕你可能聽說過,雄性大猩猩(Gorilla)以其魁梧的體格和相對較小的生殖器而聞名。現在,科學家們發現,這些靈長類動物的「小弟弟」,可能與人類男性的不孕問題存在基因上的關聯!

據《生活科學》(LiveScience)網站5月21日報導,成年雄性大猩猩的陰莖平均只有3公分長,是所有猿類中最小的。除了尺寸較小之外,大猩猩的生殖能力也存在其他缺陷,例如精子數量比其他靈長類動物少,精子活力較差,與卵子結合的能力也較弱。

令人驚訝的是,所有雄性大猩猩都具有這些特徵。這項於5月9日發表在《eLife》期刊上的新研究指出,這可能與大猩猩的交配制度有關。

大猩猩實行「一夫多妻制」,一隻佔主導地位的雄性幾乎獨享族群中所有雌性的交配權。只有在社會地位較高的雄性大猩猩身上,背部才會長出銀白色的毛髮,也就是所謂的「銀背大猩猩」(Silverback),由於銀背大猩猩體型龐大,力量強壯,因此在爭奪配偶方面沒有任何問題,牠們的精子不需要與其他雄性競爭,也能順利繁衍後代。因此,科學家們推測,這種缺乏精子競爭的環境,導致了大猩猩陰莖尺寸縮小和精子品質下降。

這項發現讓研究人員開始思考,是否可以從基因層面找到與精子生成(spermatogenesis)或精子品質差相關的基因。由於大猩猩和人類擁有絕大多數相同的基因,因此如果能在猩猩身上找到這些基因,就可以進一步研究它們在人類基因組中的作用。

根據耶魯醫學院(Yale Medicine)的數據,大約 15% 的美國夫婦有生育困難,其中超過一半的案例與男性不孕有關。牛津大學(University of Oxford)人口健康學博士生斯特勞布(Vincent Straub)表示,大約 30% 的不孕症案例具有遺傳基礎,但人們對導致男性不孕的基因仍然知之甚少。

為了揭開這些基因的秘密,研究團隊分析了 261 種哺乳動物的 1萬3000 多個基因的資料庫,觀察基因的序列,以及它們在相關動物中是如何隨著時間推移而改變的。研究的主要目標是觀察大猩猩譜系中的某些基因,其演化速度是否顯著減緩。

當一個族群沒有強烈的生存壓力,需要剔除可能阻礙其生存的基因突變時,就會發生這種情況,例如與大猩猩精子品質差相關的基因。這種被稱為「放鬆純化選擇」(relaxed purifying selection)的過程,可能導致看似有害的突變在一個物種中變得普遍。

研究數據顯示,大猩猩譜系中有 578 個基因經歷了這種「放鬆純化選擇」。分析和現有數據表明,這些基因中有許多都與精子生成有關。然而,並非所有被標記的基因都具有已知的男性生育功能。

為了進一步了解這些基因的功能,研究團隊利用果蠅(Drosophila melanogaster),一種生物學中常用的遺傳模型,進行了實驗。他們系統地讓雄性果蠅的每一個基因都被抑制,觀察它們是否會影響果蠅的繁殖能力。透過這種方式,他們發現了 41 個與男性生育能力相關的新基因。

研究人員随後使用一個包含 2100 名不孕症男性數據的基因資料庫,將研究結果與人類聯繫起來。這些男性精液中的精子數量非常少,甚至完全沒有精子。他們還研究了可生育男性的數據,重點關注那些在大猩猩身上被標記的基因。

他們發現在 109 個「放鬆」的大猩猩基因中,不孕症男性比可生育男性攜帶了更多的功能喪失突變;功能喪失突變會降低基因製造蛋白質的能力。

雖然這些基因很可能與人類男性生育能力有關,但仍需要更多的研究來了解它們在體內究竟是如何運作的。斯特勞布強調,不孕症是一個非常複雜的問題,並非所有不孕症都與基因有關。為了完全理解不孕症,科學家需要考慮不同基因之間,以及基因與生物體環境和行為之間的相互作用。

斯特勞布表示,從大猩猩身上得到的發現,為未來探索這些基因以及與它們密切相關的基因如何影響人類生育能力,打開了大門。

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