人的性别是在受精时决定的。从受精卵发育到成体,经历了巨大的变化,胚胎学就是研究这一发生过程的科学。在上一节,我们介绍了生殖系统的解剖学知识,那么生殖器官是如何发育的呢?男女性的差别又是怎样演化出来的呢?这一节就介绍这些内容。了解这些知识,可以使我们对“性”有进一步的认识。
在介绍生殖系统的胚胎发育之前,先了解一下男女性别是怎样决定的,这属于遗传学的内容。
人的后代还是人,儿女像父母,这就是遗传现象,这种现象是通过后代个体中的蛋白质和亲代相同体现出来的。什么是蛋白质呢?从普通常识看,如运动是肌肉收缩的结果,而主管肌肉收缩的物质就是一类蛋白质。再如,吃了食物需要消化,而承担这一重任的也是蛋白质。蛋白质是构成生命物质基础的最重要的高分子物质之一,大部分生命活动都是由蛋白质直接完成或参与完成的,而物种不同、个体有别、器官各异也都是由于所包含的蛋白质不同。而合成蛋白质的信息又都储存在一种叫脱氧核糖核酸(DNA)的高分子物质中,DNA分子很大,和一些蛋白质结合,形成染色体。人体细胞中有46条染色体,即23对,每个细胞中的DNA都含有整个人体所有蛋白质的信息。但是人体的性细胞(精子和卵子)却只有23条染色体,通过性交,精子和卵子结合(受精),染色体便重新合为46条,其中23条来自父方,23条来自母方。以后受精卵分裂(一个变2个,2个变4个),经过胚胎发育(其过程也由DNA上的信息控制)产生后代,这就解释了为什么儿女像父母这一现象。
性别也是由染色体决定的。人体细胞的23对染色体中,有22对是男、女两性一样的,称为“常染色体”,但有一对是男、女两性不同的,称为“性染色体”。分别称为“性染色体X”和“性染色体Y”。在男性细胞中的性染色体是X和Y(称为“XY型”),在女性细胞中的性染色体是X和X(称为“XX型”)。性染色体Y的存在,是决定男性所必需的(这一点在以后详述)。成熟性细胞中的23条染色体中有一条是性染色体,在女性只有一种可能,都是X,而在男性则有可能是X,也有可能是Y,带有Y染色体的精子与卵子结合则发育为男性,带有X染色体的精子与卵子结合则发育为女性。所以说,人的性别是在受精时决定的。
生殖器的结构在胚胎发育的第四周即可辨认,然而在第七周之前,那些结构不具备雄性和雌性形态特征,因此在发育中有未分性和分性两个阶段。下面我们分别介绍生殖腺、生殖管和外生殖器的发育过程。
男女性生殖腺都从生殖腺脊(位于胎胚中线两旁,约5毫米长,在胚胎发育第5周开始形成)发生的,在第6周时,原始生殖细胞从原肠壁迁移到这里,生殖腺区分的决定因素是生殖细胞的细胞膜上有无一种称为H-Y抗原的物质,决定H-Y抗原的基因在Y染色体上。在男性,细胞有Y染色体,细胞膜上即有H-Y抗原,则生殖腺分化为睾丸;在女性,细胞没有Y染色体,则生殖腺分化为卵巢。
1.睾丸的发育
在第6到第8周,男胚中原始性素增生并在性腺深部互相吻合,形成睾丸素,睾丸素以后变为成年人的曲细精管,它们在青春期之前一直没有明显的管腔,由支持细胞和精原细胞(由原始生殖细胞分化而来)组成。第8周时,睾丸壳膜形成,第4个月到第8个月,曲细精管之间出现睾丸间质细胞。
原始性素的尾侧以后变成一条纵索,称为引带,它与阴囊相连。从第2个月开始,胚体迅速长大;而引带没有相应的增长,并在性激素影响下逐步缩短,导致睾丸下降。到第3个月底,睾丸下降到腹股沟(大腿与腹部交界处),这时前列腺和精囊腺形成。最后在胚胎发育到第8个月时睾丸下降至阴囊。
2.卵巢的发育
卵巢分化比睾丸晚,到第10周时,从生殖腺脊表皮形成新的生殖腺素,称为皮质素。深部的原始性素逐渐消失,被血管基质取代,以后形成卵巢的髓质。到第16周时,皮质素分隔成许多孤立的细胞团,包绕原始生殖细胞,称为原始细胞。这些皮质素细胞以后发育为卵泡细胞;原始生殖细胞发育为卵原细胞和卵母细胞(卵子发育的不同阶段)。出生时的卵泡与成年人卵巢中的未成熟卵泡很相似,直到青春期,原始卵泡才发育为成熟的囊状卵泡,初级卵母细胞才继续成熟为卵子。
人胚发育到第6周时,形成两套生殖管道:一套是中管道(也称乌尔夫氏管)和中肾小管,另一套是中肾旁管(也称苗勒氏管)。生殖管道的性分化取决于生殖腺的分化。当生殖腺分化为睾丸时,其中的支持细胞产生抗中肾旁管激素,抑制苗勒氏管发育,使其退化;睾丸间质细胞产生雄激素,作用于乌尔夫氏管和中肾小管,使之演变为睾丸输出小管、附睾管及输精管。当生殖腺分化为卵巢时,因无雄激素的作用,故中肾小管和乌尔夫氏管退化消失。苗勒氏管现一般译成中肾旁管,当胚胎向女性分化时,它分化成输卵管与子宫。
直到胚胎发育的第7周,生殖器外形的发育在男、女胎儿是一样的。以后,随着生殖腺的分化,男性产生雄激素,在胎儿雄激素的影响下,男性外生殖器发育。女性没有雄激素,相同的结构发育为女性外生殖器,表1总结了相同的原始结构分化成男女外生殖器的变化。
表1 人体外生殖器的分化
值得重申的是,激素因素在人类性发育中起重要作用,生殖腺是在受精时由染色体决定的,而生殖管道和外生殖器对激素非常易感。施用外源雄激素可造成外生殖器发育与生殖腺发育不一致。如果一个怀孕母亲接受足够量的雄激素,而她的胎儿是女性(染色体为XX型,性腺发育为卵巢)的话,这个女胎可以发育男性外生殖器,当然这种改变必须在胎儿发育的一定阶段才能发生,如胎儿已经发育成熟,则没有这种改变。