男人為什么不能懷孕生子?你可能會覺得,這也能算一個問題?因為沒硬件?。?/p>
但就算硬件齊備,要想讓男人孕育一個孩子,也得先問問免疫系統(tǒng)答不答應(yīng)——對免疫系統(tǒng)來說,受精卵和它發(fā)育成的胚胎是外來物,是要攻擊清除的對象。
男人不能完成的事情,雄性海馬可以做到,是因為免疫系統(tǒng)做出了妥協(xié)。
雄性海馬從育兒袋擠出小海馬丨giphy
都是海龍家族,懷孕方式不一樣
德國科學(xué)家4月13日在《美國科學(xué)院院報》(PNAS)在線發(fā)布了一項研究,結(jié)果顯示海龍家族(包括海馬及海龍)的免疫系統(tǒng),隨著雄性懷孕方式的進(jìn)化而出現(xiàn)了變化[1]。
海龍家族對后代的保護(hù)方式差別很大,一部分讓受精卵在海洋中自生自滅,不懷孕。另外一部分,由雄性負(fù)責(zé)懷孕產(chǎn)子。
懷孕的父親中,有的只是將受精卵黏在自己肚皮外面,僅躲避捕食,而不提供養(yǎng)分(外部懷孕)。也有些種類進(jìn)化出育兒袋,讓受精卵在其中生長,并與父親的組織融合(內(nèi)部懷孕)。這樣不僅能更好地保護(hù)胚胎,還可以為其提供營養(yǎng)[2]。但同時,也使父親的免疫細(xì)胞有機(jī)會接觸到胚胎,并進(jìn)行攻擊。
不同的雄性育兒方式丨參考文獻(xiàn)[1]
雄性懷孕,伴隨著免疫系統(tǒng)的變化
研究者檢測了海龍家族的不同物種,發(fā)現(xiàn)隨著懷孕方式的進(jìn)化,免疫相關(guān)基因及其表達(dá)也出現(xiàn)差別。
體內(nèi)出現(xiàn)異物后,細(xì)胞上的主要組織相容性復(fù)合物(MHC)I及II類分子會將其交給免疫細(xì)胞,啟動識別及清除過程。雄性懷孕,特別是內(nèi)部懷孕的物種,MHC II的關(guān)鍵基因出現(xiàn)缺失或改變,MCH I基因拷貝數(shù)量增加,基因表達(dá)在懷孕期間減少,這使免疫功能更具有彈性。
免疫反應(yīng)的強(qiáng)弱,隨著不同懷孕時期的需求而變化。即將懷孕時,雄性海馬及海龍的免疫反應(yīng)增強(qiáng),以輔助受精卵與父親的組織融合。在懷孕過程中,促進(jìn)炎癥的細(xì)胞因子減少,而抵抗炎癥的因子增多。同時,淋巴細(xì)胞的成熟及數(shù)量增加也受到抑制。這些共同導(dǎo)致免疫反應(yīng)降低,避免父親對胚胎出現(xiàn)排異反應(yīng)。
與懷孕方式協(xié)調(diào)一致的免疫系統(tǒng),既保護(hù)了下一代,又避免過低的免疫力使父親受到傷害。特殊的雄性懷孕,可以協(xié)助科學(xué)家進(jìn)一步研究人類的免疫缺陷疾病。
女人懷孕,也有類似的改變
海馬與人類,雖然分別生活在海洋和陸地,負(fù)責(zé)懷孕生子的性別也不同,但免疫系統(tǒng)的變化有很多相似之處。
女性懷孕過程中,也會經(jīng)歷免疫功能的上下起伏。沒有及時降低免疫反應(yīng)的話會流產(chǎn),而降低太多,將使母親受到微生物感染或出現(xiàn)腫瘤。
女人與雄性海龍的相似之處丨參考文獻(xiàn)[1]
懷孕能保護(hù)胚胎免受氣候及捕食危害,但消耗能量很多,并且暫時影響了懷孕一方的免疫功能,讓其更難抵御有害物質(zhì)的侵害。
無論懷孕的是父親還是母親,這都是為后代所做的巨大投資。
參考文獻(xiàn)
[1] Olivia Roth, Monica Hongr? Solbakken, Ole Kristian T?rresen, et al. Evolution of male pregnancy associated with remodeling of canonical vertebrate immunity in seahorses and pipefishes. PNAS, 2020 DOI: 10.1073/pnas.1916251117
[2] Wilson AB, Vincent A, Ahnesj? I, et al. Male pregnancy in seahorses and pipefishes (family Syngnathidae): rapid diversification of paternal brood pouch morphology inferred from a molecular phylogeny. J Hered. 2001;92(2):159-166.
作者:代天醫(yī)
編輯:odette
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