男性正在以這種方式快速演化，但不意味著更高級

菲利皮團隊能完成如此突破性的工作，得益於 長讀長DNA測序技術 的發展，以及研究人員開發的處理和組裝重復序列的全新演算法。在這些技術的推動下，菲利皮等人共同建立了「端粒到端粒」（T2T）聯盟，旨在測序完整的人類基因組。

圖片來源：NHGRI

在Y染色體諸多型別的重復序列中，一種重要的重復DNA名為「 回文序列 」。它與語言中的回文類似，包含倒置的DNA重復，無論正讀還是反讀，DNA序列的順序都是相同的。因此，使用過去的測序手段，科學家無法確定這些「相同」的DNA序列在基因組上究竟應該是什麽方向。但現在，有了新的手段，科學家就能精準定位Y染色體中的回文序列發生倒置的具體位置。

而在最近發表的這篇【自然】論文中，菲利皮團隊又進一步測序了6種靈長類動物 X和Y染色體的完整序列 ，包括5種類人猿——黑猩猩、倭黑猩猩、西部低地大猩猩、婆羅洲猩猩和蘇門答臘猩猩，以及一種與人類親緣關系較遠的靈長類動物——合趾猿（一種長臂猿）。他們還比較了這些猿類與人類的性染色體序列，揭示了靈長類性染色體的演化歷程。

菲利皮團隊的研究結果顯示，類人猿Y染色體的基因數量遠遠少於X染色體，這與佩吉團隊2003年在人類基因組中發現的結果一致：人類X染色體攜帶約1000個基因，而Y染色體僅攜帶78個編碼蛋白質的基因。此外，菲利皮團隊還發現，猿類X染色體中90%以上的序列與人類X染色體一致，表明 X染色體在數百萬年的演化過程中相對保持不變 ；而猿類Y染色體中卻只有14%至27%的序列與人類Y染色體序列一致，再次證實 Y染色體正在快速演化 。考慮到這些類人猿與人類譜系分開的時間並不長，這些物種間Y染色體的差異程度之大，令科學家感到十分震驚。

緣何快速演化

相比於X染色體，為什麽Y染色體的演化速度會格外地快呢？對於這一點，科學家提出了幾種可能性。首先， 每個細胞通常最多只會有一條Y染色體 ，因此如果Y染色體上的基因受損，那麽細胞中的另一條性染色體（即X染色體）上並不會攜帶相應的基因拷貝，也就無法作為修復Y染色體受損基因的樣版。於是，Y染色體上的DNA突變便會不斷累積。

其次，Y染色體的快速演化也可能源自一種名為 雄性突變偏倚 （male mutation bias）的現象。研究表明， 男性透過胚系突變（即來源於生殖細胞的突變）傳給後代的突變數量是女性的3倍 。一種廣為流傳的解釋是，這是由於男性和女性生殖細胞的復制存在差異：與卵子生成相比，精子生成涉及更多DNA復制，而每次復制都可能引入DNA突變。

然而，一些全基因組的研究結果挑戰了這種解釋。例如，一些研究表明，在青春期後不久，男性生殖細胞基因突變的情況就已經超過了女性；透過對比不同物種的精子發生周期和它們父系突變的積累率，研究人員發現即便是精子發生周期相差兩倍的物種，其父系突變的積累率也基本相同，約為每年1.5個突變。此外，不同組織中的體細胞突變率也與這些體細胞的復制頻率無關，這說明 復制次數可能不是導致出現雄性突變偏倚現象的主要因素 。

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因此，在一篇2023年發表於【 當代生物學 】（ Current Biology ）的論文中，研究人員提出了一種「有缺陷的雄性」（faulty male）假說。他們認為，除青春期後的生殖細胞復制差異之外，雄性哺乳動物DNA突變率更高可能有其生理和分子層面的因素。例如，與女性相比， 男性在修復和保護DNA免受損傷方面的能力可能較弱 ：精子和卵母細胞中的DNA包裝方式不同（精子中的DNA會結合魚精蛋白，而卵母細胞中的DNA則纏繞在組織蛋白上），也可能存在不同的突變機制；而且，女性X染色體上的一些基因可能有助於DNA修復。此外，性激素的水平也可能影響突變的發生。