優勝鴿培養法目錄--- 第十三章 性別的發展和原因 

林國璋 敬上

2011/5/12 於上海

文章出處:林國璋個人工作室http://tac96875867.pixnet.net/blog

 

首先讓我們來討論雌鴿,假定這只鴿子已經成熟,它卵巢裏面的細胞已經成長到所需要之數量了。 

雌性源細胞(卵巢) 

在雌鴿的卵巢裏面,有數以千計的靜之之細胞,這些都是生命之起源。在這些細胞之中,都帶有性細胞質。在某在個適當的時間,這些細胞中有些就成熟了。以後我們討論到交配的過程時,就會談到這個問題。 

所有這些細胞都是第一個細胞的直系後代,它們就在卵巢內休息,等候它們的機會之來臨。機會一到,這些細胞首先分裂數次,變成一個大細胞,以及一個非常小的細胞。大細胞將來就變成蛋或卵。而小細胞似乎只含有一個細胞核,其餘的物質非常之少,並且就被排除出去,似乎沒有什麼用處。大細胞就再一次分裂,只有把那個小細胞核吐出去。 

剛在受精之前,它就再一次分裂,這次分裂性質跟以前不同。這次的分裂有半數染色體被排出去,另外一半保留著。現在請注意,因為這一個階段和鴿子的育種工作有密切的關係。那些被排出去的染色體中,部份所帶之遺傳因數可能是決定某些遺傳特徵的主要因素。而留下來的染色體中,其所帶之遺傳因數,可能和所排出去的完全不一樣。 

假定這些遺傳因數之中,有一個是控制藍色遺傳特徵的,而和它相對的那個遺傳因數是控制灰色的遺傳因數。而在分裂之時,控制灰色的遺傳因數被排除出去了。假如這樣的話,這只母鴿所生的這一隻後代,就永遠遺失去了它的灰色遺傳因數,換句話說,它永遠不會生出灰色的鴿子——假如不是和它交配的雄鴿有這種遺傳因數的話。我們再進一步研究,就可以發現,如果是雄鴿的話,它的遺傳因數完全和其父母鴿一樣,如果是雌鴿的話,其中有一對遺傳因數則是不一樣的。 

雄性源細胞(精蟲) 

在雄性的睾丸之內,有一些源細胞,就是生命之源,這些細胞都是第一個細胞的直接後代,其所含之遺傳因數和第一個細胞完全一樣。但是,在睾丸裏面,這些細胞不斷地分裂。分成兩半之後的細胞,一半繼續分裂,一半也是再製造更多的細胞。那一半不是保留原狀的,就稱之為(精蟲體)。它再分裂,一半染色體跑到一邊,另一半染色體跑到另一邊。換句話說,每一半都有一半的染色體。但是其分裂並非到此即中止,它還會再分裂,不過這一次分裂是這樣的,一對染色體跑到一邊,而另一對染色體跑到另一邊。 

有一個尾狀的物質就接在這個小小的細胞上,或生長出來。到了適當的時候,精液就被射出去,進入卵細胞,完成受精。精蟲體積非常小,其直徑大約只有二千五百分之一英寸。我們從些可以看到,精細胞和卵細胞各有一半染色體,而不是全部染分體。因此,在精細胞和卵細胞結合之時,它們各提供了一半的遺傳特徵。有人說,一個男人在選擇太太的時候,是在為孩子選擇他身體的另一半,這話一點兒不錯。 

在鴿子的育種工作上,這話也是正確的。當我們選擇父母鴿交配的物件時,即等於是在選擇幼鴿未來的遺傳了。動物也一樣,它們自其父母各取得一半之遺傳特徵。 

性別的決定因素 

我們已經看過,雄鴿的各染色體那一樣的,但是在這方面,雌鴿就不一樣了。它的染色體除了一對之外,都完全一樣,而這些染色體在外表上也有很大之差異。在最後一次的分裂,有一半的染色體跑到一個雌性的卵細胞去,而另一半就跑到另一個卵細胞去。我們就稱這一對不同的染色體之一為X,另一個染色體為Y。當它們分裂之時,很明顯的,X染色體跑到一個卵細胞,而Y染色體也跑到另一個卵細胞去。這樣,卵細胞中有一帶有X染色體,而另一半帶有Y染色體。而在雄性的染色體內,XY相對的那一對染色體,則沒有什麼差別。它們都是X染色體。所以所有雄性精細胞都帶有X染色體。

現在讓我們來看看,在受精時會發生什麼樣的事。假定現在已經有一些卵細胞已經成熟,可以受精了。每一個精蟲都帶有X染色體。而在受精過程中,有大量的精蟲爭相前來和此一卵細胞受精。這些卵細胞有一半帶有X染色體,另一半有Y染色體。

假定這些卵細胞中,幸運地和精蟲結合受精了。這個卵細胞帶有X染色體的話,結果又如何?因為父母的精細胞和卵細胞都帶有X染色體,所以結合之後的細胞之內,就有兩個X染色體。這樣的話,所生出來的後代是雄性的。但是,假如幸運受精的那個卵細胞帶有Y染色體的話,那麼結合之後的細胞,就帶有一個X染色體,一個Y染色體。這樣所生出來的後代是雌性。

最近的研究已經發現,在某些較低級的生物之中,它們後代性別的發展,可能比這種以染色體決定性別的理論更深奧一點。可能還有其他的因素可以影響其後代的性別,可能會改變XY的染色體之分配。未來的研究必定可以在這方面有更新而更精確的發現。

卡奈基學院的李德勒博士曾經報告,有一隻斑鳩因為卵巢患了結核病,結果產生了一對睾丸,不但如此,這對睾丸可以生產精蟲,甚至使和它交配的一隻母斑鳩所生的蛋受精了。不但如此,那一對蛋後來還孵出了小斑鳩。兩性之間的差別太大了。至少我們可以肯定一件事,那就是染色體XY的理論,大致可以說明性別之起因。

這個理論是一般人接受的造成性別不同的原因。但是這種理論不能解釋某些人的一種奇特的說法,他們認為,如果你希望孵出雌性的幼鴿,應該早一點讓鴿子交配。同樣的,有人說,如果要生雄性的幼鴿,應該在較晚的時候,才讓父母鴿交配,這種說法也不能得到染色體XY理論的支持。我們沒有任何辦法可以靠人為力量來決定幼鴿的性別,並且將來無論科學多麼發達,大概也永遠達不到這個目標。因為無論精細胞或卵細胞,其體積都太小了,沒有辦法作為我們實驗的物件。

性別的決定完全要靠機會。機會的比例是,帶有X染色體的卵細胞受精的可能性是百分之五十,帶有Y染色體卵細胞受精的可能性也是百分之五十。換句話說,是一半一半。所以決定性別的可能性,就像我們投擲一個輔幣一樣,正面出現的機會和反面出現的機會大約相等。假如沒事的話,你不妨自己作一個實驗,拿一個一塊錢的銅幣丟丟看,也許開始的時候,正面的次數多,也許反面出現的次數多。但是假如你有耐用消費性繼續丟,丟到了二十萬次,我敢給你保證,正面和反面出現的次數,一定都很接近一十萬次。性別的決定也一樣,雌雄的比例各占一半。

是卵細胞選擇受精的物件,或是精蟲選擇受精的物件,我們完全不知道,但是很可能其中有一點(選擇性)。不過在這裏我再說一次,X染色體和Y染色體決定鴿子後代的性別之理論,是有相當堅強的科學根據的。文章出處:林國璋個人工作室http://tac96875867.pixnet.net/blog

所以鴿子交配以後所生的後代,一半是雄鴿,一半是雌鴿。但是很奇怪的是,差不多每一對父母鴿所生的後代,雌雄各占一半。不但如此,每次所生的後代,也是一雄一雌。這種現象沒有一個人能夠說明。現在的情形是,假如一次所生的兩隻幼鴿,都是公的或是母的,大家反而會覺得奇怪。我在這裏試以一個算數問題來作說明。假如你分別把一千個白豆和一千個黑豆放進一個袋子裏,然後不用眼睛看,伸手袋子裏拿。你一次只能取兩顆豆。這樣你所取出兩顆豆是黑色的,可能性只占百分之二十五,同樣都是白色的,可能性也只占百分之二十五。但是你去出一百一黑的可能性就比較大了,占百分之五十。鴿子後代性別之可能性也是如此,純靠機運,一次所生的兩隻鴿子,同樣是公的,其可能性是四分之一;同樣是母的,其可能性也是四分之一;而生一公一母的可能性是二分之一,相當高。

至於動物所生的後代,其雌雄分佈之總比例如何呢?在哺乳類動物方面,我們有許多記錄。狗、老鼠和人類,雄性約占一百零六,而雌性約占一百。這項統計是根據大量的資料統計出來的。但是在哺乳期動物裏面,也有一部分胎兒是死於腹中的,這相當於鴿子死在殼中。不過這種胎死腹中的現象,在飼料充足的時候,是很少發生。更進一步說,鴿蛋尚在孵化之中,我們不能分辨其雌雄,我們必須等到它們孵化了之後,才能根據其性徵以分辨雌雄。所以說後代雌雄之比例,是以能健康的出來為原則。

家禽——雞鴨之類——雌雄的比例,會因為季節不同而有差異。一九六四年九月,美國有一家很大規模的孵化工廠報告,這一個月他們所孵化的小雞,平均十八只是公的,十九只是母的。在另一個月份,他們孵化的小雞中公的有一七一七二隻,母的有一七三三二隻。全年所孵化的小雞中,母的有七七二000只,公的有六0000只。其他部分,則公的和母的比例,大約相等。如果各自的壽命和去他的動物一樣的話,那麼我們可以說,雄鴿的壽命比雌鴿的壽命短。

受精過程

精蟲沿著輸卵管向上爬,它的蠕動一方面是藉著擺動其微小的尾巴,另一方面是靠著輸卵管壁之幫助。精蟲接近卵細胞時,其頭部穿入卵細胞內,毫無疑問的,在這方面卵細胞給予它很大的幫助。精蟲進入卵細胞之後,它的細胞核就擴大,直到它的大小和卵細胞核一樣大為止。接著它的中心體就開始分裂,兩部分分別進入兩個細胞和中。

然後它的網狀物就裂成染色體。每一個染色體又分裂。環繞著它們的壁開始消失,而奇怪的是,細胞壁就開始收縮,在兩對染色體間的分裂形成了,於是這兩個細胞重新組合,它們的染色體裂成兩份,有各自結合,之後形成兩個新的細胞,而每一個新細胞都含有完整的染色體,得自父母各半。

現在我們已經把細胞的結合分裂過程的迴圈說明完了。現在又是一個新的開始。現在我們暫且不再談著方面的問題,來談談一些和細胞有關的問題。

有一件事我們應該記住的,那就是性細胞質是和身體的其餘部分分開而獨立的,這種細胞質是由身體的血液取得營養的。它創造了鴿子,而不是鴿子創造它們。除了使用X光照射以外,它絕對不會受到任何外來的影響。

哈弗大學的卡斯特博士曾經把一隻純種白色幾內亞幼豬的卵巢除去。然後他又把一對取自黑色幾內亞種的豬身上之卵巢移植在它身上。他等了一年,已確定任何可能發生在這對卵巢的影響都已完成了。然後他用這一頭白色幾內亞種的豬和另一條白種的豬交配。

在歷史上,白色幾內亞種的豬白色的豬交配,所生的後代一定是白色幾內亞種的豬,絕對不會生出別種的豬。關於這一點,我們以後討論到孟德爾理論時會再說明其理由。可是,卡博士用這一隻移植過卵巢的白豬,養出了黑色的仔豬,全部是黑色的,沒有白色的後代。它的血液,內分泌,以及其他任何身體上的東西,都沒有辦法改變卵巢之內細胞所帶的顏色遺傳。

雄性細胞質也是同樣不可能被改變。目前我們已經知道,有一些化學物品,以及像砷這一類的毒藥,以及酒精,和梅毒之類的病,可能對雄性和雌性的細胞質造成相當的影響,但是記住,這些東西都不是動物本身的內分泌,它們所產生的作用,只是殺死精蟲和卵細胞而已。

現在我們已經可以看到,一般人所謂“血統”這個“血”字,對遺傳根本沒有影響。當然,我們的血管裏面,並沒有我們祖先的血在流。我們所能過說明的只是:“我的細胞中,有一部分祖先的遺傳因數。”這樣才是符合事實和科學的話。“血”根本不會和遺傳拉上關係的。

另一件有趣的事是,關於父母和其後代的關係。這種同系近親交配或是直系交配有重要關係。例如:我們看到,父親事實上是他兒子的一半兄弟。因為兒子身上的染色體一半得自父親,一般得自母親。一隻鴿子和它的“半兄弟”之關係,其實與它和它的父鴿或母鴿的相等。我常常開玩笑稱呼我父親是我的“半兄弟”,雖然從生物學上講,這種稱呼一點也不錯,但是大家聽了都會放聲大笑。而從純生物學的立場上講,我母親則是我的“半姐妹”。

因此,在遺傳學成生物學立場上講,兄弟姐妹之間的關係,比父母與兒女之間的關係更密切。這是一個事實,但是許多研究“直系交配”或“同種交配”的人,對這個事實卻完全不知道。

圖一精蟲在睾丸管中製造的過程

(1) 

(2)  基本細胞

(3)  發育中的細胞

(4)  細胞在連接的組織中 

 ch13-fig1.jpg  

图一

How sperm are produced in the tubules of the tesicle

(a)Membrane

(b)Primary germ cells

(c)Developing csll

(d)Fully developed sperm

(e)Cells in connective tissue

  

圖二精蟲和卵細胞結合之過程,以兩隊染色體作說明

A、             精蟲進入卵細胞

B、             精蟲尾部消失

C、             中心體之分裂

D、             精細胞核之接近

E、             精蟲細胞核之擴大

F、              染色體之形成

G、            染色體之分列

H、            組合

I、                兩個細胞階段

 

图二

ch13-fig2.jpg   

 文章出處:林國璋個人工作室http://tac96875867.pixnet.net/blog


 

 

   

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