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进化的逻辑︱发育策略:青春期总动员

史钧
2023-09-08 17:08
来源:澎湃新闻
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所有的中学老师都知道,男生和女生的发育并不同步。这其实是一件非常奇怪的事,从理论上说,两性要想建立理想的合作关系,就应该在相同的年龄同步成熟才对,那样才不会浪费在一起的好时光。但男女的青春期和性成熟却错开了几年,说明他们对最佳时机的选择没有达成一致,或者说存在某种冲突——错位,是两性博弈的结果。

在青春期之前,男孩与女孩很少在意对方的性别,在一起嬉戏打闹也不大会害羞。进入青春期之后就不同了,身体的蜕变日新月异,他们的第二性征逐步展现出来,而随着体内激素如海潮般涌动,不解风情的纯真年代也成为过去。

所谓第二性征,是相对于第一性征而言。第一性征就是生殖器官,两性各不相同,借以分出男女。第二性征是除生殖器官以外的辅助性特征,比如乳房和胡子。当我们看到第二性征时,就算不去直接观察第一性征,也可以判断此人的性别。比如我们看到一个人长着满脸大胡子,不必脱掉裤子仔细检查,大致也能知道他是个男的。简单说,第二性征具有显著的识别功能。

但识别功能不是主要的,第二性征之所以出现,是因为男女的机体内涵发生了变化,尤其是以雄激素和雌激素主导的内分泌系统,呈现出显著的差异。出现这种分化不是便于识别,而是为了制造不同的生殖细胞,也就是精子和卵子,以及辅助精子和卵子结合的通道,阴茎和阴道。

青春期前,男性的睾丸很小,阴茎也不显眼,大致相当于小手指粗细,平时低调内敛,偶尔挺直,也只是排尿反应而已,也可能是练习海绵体充血功能。总之,男孩对此相当淡定,很少想入非非。

到十岁左右,男孩的睾丸开始急速扩容,雄性激素水平随之上升。不同个体随生活环境与营养状况不同,表现会略有波动,但总的来说,阴茎进入膨胀模式,短短四五年间,就会长到成人大小,此后便不再生长。同时睾丸开始生产精子,第二性征初步发育,胡子露头、声音变粗、骨骼和肌肉不断强化,为激烈的雄性竞争奠定物质基础。十五岁以后,基本进入成熟期,精子数量和激素水平渐渐达到顶峰,在古代就可以结婚生子了。

青春期的发育策略带有明显的功利色彩。儿童期性器官不发育,是因为用不着,那时男孩要节省能量,用于发育大脑和其他器官。生殖器官直到青春期才加速发育,因为生育年龄到了,打那以后,男性身体的大部分工作,都围绕制造精子和推销精子而展开。

睾丸中有一种生精细胞,又叫精原细胞,专门负责制造精子。它们先后形成初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞,最后发育为成熟的精子。经过减数分裂,成熟的精子只含有普通细胞一半的染色体,与卵子细胞中的另一半染色体配对后,最终发育为拥有完整染色体的后代。

为了保证充足的精子供应,精原细胞必须不断分裂。生殖系统就像高速运转的生产车间,稍有故障差错,都会影响产品的质量。精子对于温度尤其敏感,为了给精子降温,睾丸甚至下降到了腹腔以外,这就是人类睾丸如此显眼的原因。如果睾丸不能降出体外,而是留在腹腔,腹腔里的高温会造成精原细胞退化萎缩,无法生成健康的精子,也就是医学上的隐睾症。

此外,许多生化因素也都会对精子产生影响,如抽烟、喝酒,甚至烫头,都可能导致精子畸形。

从青春期开始,男性就在不停地产生精子,到五十多岁时,精母细胞已经分裂了800多次,每次分裂都有出错的风险,使得精子的基因突变率大约是卵子的5倍。折算下来,健康男性平均有四分之一的精子是畸形的。而错误的精子将会产生错误的后代,所以机体必须设法降低精子错误率,并为此设置了重重质检环节,其中一个重要的措施就是“游泳竞赛”。

交配结束后,所有精子都会游向卵子。而正常情况下,卵子只会接受一个精子。精子要想成功,就必须从数以亿计的同伴中脱颖而出——这是简单高效的筛选原则。理论上,只有最优秀的精子才能“到达”卵子,其他精子注定只是陪跑;参与竞争的精子数量越多,胜利者就越优秀。所以精子采用"以数量取胜”的策略,并以此作为男性的行为指南。

女性有着与男性完全不同的发育策略

卵巢是女性最重要的生殖器官,功能与男性的睾丸相类,主要任务是分泌雌性激素、制造卵子。与精子不同,卵子采用“以质量取胜”的策略,不只数量少,而且个头大,一个卵细胞可以装下数以万计的精子(虽然它只接受一个)。如此巨大的细胞需要复杂的制造工序和物质供应,因此卵巢的工作机制和睾丸截然不同。

令人惊奇的是,卵巢在胎儿期就已经基本形成,其中贮存着700多万原始的卵细胞,又叫卵原细胞。女孩出生时,卵原细胞经过自我筛选,数量减少到200万左右,到青春期前后,就只剩下几十万了。卵原细胞减少的过程与女孩的身体发育大致同步,二者都是激素变化的结果。

在十岁之前,女性生殖系统基本处于静默状态。从十岁左右开始,卵巢慢慢启动,雌激素水平逐渐上升,起点和男性差不多。女性第二性征最迟在13岁左右出现,以月经初潮为标志性事件,表明青春期正式到来;此后需要几年时间进入性成熟期,约三十年以后进入更年期,卵巢功能迅速衰退,渐渐失去生育功能。

在女性身体发育过程中,决定生育功能的关键,是卵原细胞的保有数量。

有一部分卵原细胞会形成卵母细胞,每个卵母细胞都由一些小泡包裹,负责提供营养和安全的环境,也就是卵泡。一般情况下,成年女性每个月经周期只有一个优势卵泡成熟,最终释放出成熟的卵子。整个过程复杂而繁琐,并且受到激素的严格调控。

随着女性年龄的增长,卵母细胞不断消耗,后来只剩下不到一千枚,其余都自行凋亡。扣除怀孕和哺乳期,加上绝经之后不生产卵子,女性一生中排出的有效卵子总数非常有限,大致只有400枚左右。与男性每天制造数亿精子相比,数量悬殊惊人。这种细胞层面的差异,最终将表现为男女行为层面的差异,并导致男女博弈策略的差异。

也就是说,女性在青春期之前,卵子的准备工作已基本完成,之后只是不断成熟并按时释放卵子,卵子质量明显受到贮存时间的影响。就像保存在冰箱中的食品,保存时间越长,新鲜度就越低。随着女性年龄的增长,卵子质量会不断下降,甚至可能导致胎儿畸形。常见的唐氏综合征就是卵子质量缺陷的结果,患者往往在十岁之前死亡。女性年纪越大,后代发病率越高,到了四十岁以后,卵子因为存放时间太长而过了保质期,几乎不再具有生育价值。

而精子的制造工序则不然。男性每天都可以生产数以亿计的新鲜精子,贮存时间很少超过十天,随用随取,质量基本可以得到保证。虽然随着年龄增长,精子质量也会下降,但远不如女性卵子质量下降那么明显。

简单直白地说,成年女性的主要任务是保存卵子,而非制造卵子。成年男性的主要任务是制造精子,而非保存精子

当精子和卵子发育成熟时,青春期总动员基本就完成了。在性激素的熏染下,青年男女的一举一动都带着强烈的荷尔蒙气息,他们不再是中性的男孩或女孩,而是性别分明的男人和女人。他们整装待发,投奔没有硝烟的两性战争,作战目标基本一致:为精子寻找卵子/为卵子挑选精子,并让它们结合成为一个全新的生命。

为了完成生育任务,作为精子和卵子的代理人,各位红男绿女必须展开种种匪夷所思的表演,努力向对方展示自己的实力,从而获得对方的合作许可,共同走向婚姻的殿堂。为了顺利完成择偶工作,人类专门创造了一个清新的词汇:恋爱。

恋爱的本质,就是选择合适的配偶

与其他动物一样,男女选择配偶的过程也有相对明确的策略,就像下围棋,充满了见招拆招的套路,双方缠斗在一起,为的是拓展自己的空间,压缩对方的优势。其中男性择偶策略稍显主动,女性择偶策略则略显被动,总体结果是——“双赢”。

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史钧,生物学博士,专注于进化论领域的科普写作,已出版多部科普作品,其中《其实你不懂进化论》获得第十六届文津奖,并入围2020年中国好书。生命的进化是符合逻辑的过程,底层逻辑就是自然选择,在此基础之上,又衍生出了许多其他逻辑,共同构成了一个复杂的理论体系。本专栏将对这一理论体系进行深度梳理,详细介绍其中的各种逻辑关系,讨论生命的本质,理解生命的意义。

    责任编辑:单雪菱
    校对:栾梦
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