鸟型(WZ—ZZ)
图118示另一种性别决定机制——鸟型。雄鸟有两条相同的性染色体,后者可称为ZZ。这两条染色体在一次成熟分裂中彼此分离,于是每一个成熟的精子有一条Z。雌鸟有一条Z染色体和一条W染色体。卵子成熟时,每个卵子只能得到一条。所以半数的卵子有一条Z,半数的卵子有一条W。任何W卵子同Z精子受精,即成雌鸟(WZ);任何Z卵子同Z精子受精,即成雄鸟(ZZ)。
图118 示WZ—ZZ型的性决定机制
这里,我们又找到一种机制可以自动地产生同样数目的雌雄两种个体。同前例一样,从受精时所发生的染色体组合中,产生了1∶1的性别比率。在鸟类里,这种机制的证据来自细胞学和遗传学两个方面,不过细胞学证据还不完全满意。
根据Stevens的研究,雄鸡似乎有两条同样大的长染色体(图119),假定是XX;母鸡只有一条长染色体。Shiwago和Hance证实了这种关系。
图119 公鸡和母鸡的染色体群(仿Shiwago)
鸟类的遗传学证据是毫无疑问的。这些证据来自性连锁遗传。如果用黑色狼山型雄鸡同花纹Plymouth Rock母鸡交尾,子代的雄鸡都有花纹,母鸡尽是黑色(图120)。假若Z染色体上含有分化基因,则上述结果是意料得到的,因为子代母鸡的一条Z染色体是从父方来的。如果把子代母鸡和雄鸡互相交尾,会得出花纹和黑色的母鸡和雄鸡共四种,其比例为1∶1∶1∶1。
图120 示黑鸡(●)同花纹鸡 的杂交,说明其性连锁遗传
在蛾类也发现了同样的机制,不过它的细胞学证据比较明确。Abraxas蛾的深色野生型雌蛾同浅色突变型雄蛾交配,子代的雌蛾色浅像父方一样;雄蛾色深像母方一样(图121)。雌蛾的一条Z从父方得来,雄蛾从父方得一条Z,从母方得到另一条Z。母方的Z上有深色基因,属于显性,所以产生了子代雄蛾的深色。
图121 Abraxas尺蠖蛾的性连锁遗传
田中义麿发现蚕的透明皮肤是一种性连锁性状,好像是借Z染色体遗传到下代。
Fumea casta雌蛾有61条染色体,雄蛾有62条。卵母细胞的染色体结合以后有31条(图122a)。在第一次分出极体时,30条染色体(二价染色体)各自分裂,然后分别进入两极。第31号染色体不分裂,向任一极进行(图122(注:原文中作“图119,b和b′”,译文中修正为“图122,b和b′”。——译者注。b和b′)。结果,半数的卵子会有31条,另一半卵子则有30条。第二极体分出时,所有染色体分裂,所以各个卵子的染色体数目仍和其分裂前的数目相同(即31条或30条)。精子成熟时,染色体两两接合成31条二价染色体。在第一次分裂时二价染色体分成两条;在第二次分裂时所有染色体分裂,每个精子有31条染色体。卵子受精,得出下述各种组合:
Seiler发现Talaeporia tubulosa的雌蛾有59条染色体,雄蛾有60条。Solenobia pineta的雌蛾和雄蛾以及其他几种蛾类都看不到不成对的染色体。另一方面,Phragmatobia fuliginosa却有一条复染色体,其中包括性染色体。雄蛾有两条这样的染色体,雌蛾只有一条。这种关系在W要素和Z要素不是分开的染色体的其他蛾类里,也似乎不是不可能存在的。
Federley用Pygaera anachoreta和P.curtula两种蛾杂交,也证实了蛾类的性连锁遗传。这个例子是有趣的,因为在每一物种内,雌雄幼虫互相类似。但不同物种的幼虫则表现出了种间的差异。这种在同种内没有二形的种间差异,却成为子代幼虫里性二形的根据(当杂交循“一个方向”进行时),因为,正如结果所表示的,两种幼虫之间的主要的遗传区别,是在Z染色体上面。如果anachoreta为母方而curtula为父方,则杂种雄幼虫在第一次蜕变后,便会显然不同。杂种雄虫同母族(anachoreta)极相类似,而杂种雌幼虫则同父族(curtula)相仿佛。
图122 a.Fumea casta卵子减数染色体群;b和b′卵子第一次成熟分裂时,外极和内极的染色体群;只有一极有一条X染色体(仿Seiler)
如果用anachoreta为父方,curtula为母方,其子代杂种都完全相似。这些结果可用下述假设来解释,即anachoreta Z染色体上有一个(或多个)基因,对于curtula Z染色体上的一个(或多个)基因,呈显性作用。这个例子之所以特别有趣,是因为在这里一个物种的基因,对于另一物种同一染色体上的等位基因,呈显性作用。这项分析,也同样适用于子代雄蛾回交任一亲型所产生的孙代中,只要考虑到后代的三倍性(参考第9章)。
我们没有理由来假设XX—XY型的性染色体同WZ—ZZ型的性染色体,是一样的东西。反之,我们也难于想象一个类型如何能直接变成另一个类型。不过另一个假设在理论上是没有困难的,就是尽管两个类型所牵涉的具体基因是相同的或几乎相同的,与决定雌雄有关的某种平衡中的变化,仍然可以在两个类型里独立发生。