当珍妮处于胚胎期,刚开始在母亲子宫内发育时,她的干细胞接到了它们将来应该变成什么样的指令,有的干细胞要变成肝细胞,有的要变成神经细胞,还有骨细胞、皮肤细胞等。于是,它们遵照指令,将所需基因表达的效率上调,同时“屏蔽”其他的基因表达,制造出来的蛋白质使细胞分化,构成必要的组织,让胚胎发育成人体。对于没有“性别差异”的组织,以上过程所有人基本一样,毕竟人人都需要肝脏,都需要骨骼。但睾丸和卵巢就不同了,并不是所有人都要长睾丸或卵巢。因此,发育中的胚胎是怎么知道该如何选择的呢?是选择通往卵巢的道路,还是选择通往睾丸的道路?
胚胎在发育的早期阶段,不论男女,都是一团未分化的细胞。这团细胞聚集在后来会变成肾脏的结构上,其中有的形成了原始的双能性腺。第6周时,性腺中的细胞开始分化,形成男性或女性的性腺。具体发育成哪一种,取决于性腺细胞DNA中的基因听没听到“疾呼”。发出“疾呼”的是一种高浓度蛋白质,名叫SRY(Y染色体性别决定区)蛋白。SRY蛋白由SRY基因编码,你也能猜到这个基因就位于Y染色体上。
决定胚胎细胞能不能发出“疾呼”的是使卵子受精的精子。一般来说,每个精子携带一条X或Y染色体,而所有卵子都携带一条X染色体。因此,胚胎细胞是继承XX染色体还是XY染色体,全看精子带X染色体还是Y染色体——精子决定着原始性腺的命运,因为SRY基因在Y染色体上(见图3—3)。
在胚胎大约6周的时候,Y染色体上的SRY基因就会开始被转录,制造SRY蛋白了。SRY蛋白会增加(或有时会降低)其他染色体上部分基因的转录效率。受其影响尤其显著的是17号染色体上的基因SOX9。 [9] 它是SRY蛋白首先上调活性的基因之一,上调后,SOX9蛋白的制造就开始增多了。增多的SOX9蛋白会改变原始性腺细胞中其他基因的表达。通过这种方式,SRY基因指挥原始性腺细胞内制造特定的蛋白质,正是这些蛋白质让原始性腺细胞逐渐产生了睾丸细胞的特征,同时抑制了指挥原始性腺细胞分化成卵巢细胞的基因。最终,由于Y染色体上SRY基因的表达,许多其他“下游”基因受到调控,最终导致构成原始性腺的细胞团分化成了睾丸,而不是卵巢。
图3—3 双能性腺分化
卵巢的完整发育需要两条X染色体和许多不同基因的表达,但不存在用于睾丸发育的Y染色体上的那种“总开关”。如果在原始性腺发育的关键期(胚胎发育的第6周)SRY蛋白的浓度不够高,卵巢就会开始发育。也就是说,如果没有Y染色体,SRY蛋白的浓度就不会激增,睾丸也就不会形成。与此同时,如果在睾丸发育过程中必需的SOX9等重要基因的表达不正常,一个人就算有XY染色体,也会形成卵巢。在这些情况下,胚胎一般发育为女性,尽管其卵巢在成年后可能无法发挥全部功能。由此可见,一个人的性别并不一定与其性染色体完全一致,主要还是看引导胚胎睾丸或卵巢发育的基因表达的特定情况。
我承认,我直到30出头进哈佛大学读博,和本科生一起上行为内分泌学的课(我的入门课程之一),才真正了解性别的奥秘(大多数研究生都会选几门本科课程)。我一直很想探索我观察到的两性之间的差异,但从没有认真思考过两性如何发育出截然不同的基本特征。过去,我想当然地认为从受精开始,每个人就只能朝着两性中的一个方向一路行进,要变成男孩的胚胎肯定只有发育成睾丸、阴茎(和男性生殖器官的其他部分)的细胞,要变成女孩的胚胎肯定只有发育成卵巢、阴道(和女性生殖器官的其他部分)的细胞。后来我又学到胚胎细胞在第6周的时候开始分化成卵巢或睾丸,继续形成阴道或阴茎,我简直对自然选择的效率感到敬畏。男性和女性的身体构造是大体相同的,自然选择只是在单一的身体构造上进行了“细微调整”。学到这儿,我觉得两性之间的联系更紧密了,我们所有人其实由几乎完全相同的物质构成。