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男人不能怀孕生子,海马爸爸为什么可以?
原创 代天医 果壳
男人为什么不能怀孕生子?你可能会觉得,这也能算一个问题?因为没硬件啊!
但就算硬件齐备,要想让男人孕育一个孩子,也得先问问免疫系统答不答应——对免疫系统来说,受精卵和它发育成的胚胎是外来物,是要攻击清除的对象。
男人不能完成的事情,雄性海马可以做到,是因为免疫系统做出了妥协。
雄性海马从育儿袋挤出小海马丨giphy都是海龙家族,怀孕方式不一样
德国科学家4月13日在《美国科学院院报》(PNAS)在线发布了一项研究,结果显示海龙家族(包括海马及海龙)的免疫系统,随着雄性怀孕方式的进化而出现了变化[1]。
海龙家族对后代的保护方式差别很大,一部分让受精卵在海洋中自生自灭,不怀孕。另外一部分,由雄性负责怀孕产子。
怀孕的父亲中,有的只是将受精卵黏在自己肚皮外面,仅躲避捕食,而不提供养分(外部怀孕)。也有些种类进化出育儿袋,让受精卵在其中生长,并与父亲的组织融合(内部怀孕)。这样不仅能更好地保护胚胎,还可以为其提供营养[2]。但同时,也使父亲的免疫细胞有机会接触到胚胎,并进行攻击。
不同的雄性育儿方式丨参考文献[1]雄性怀孕,伴随着免疫系统的变化
研究者检测了海龙家族的不同物种,发现随着怀孕方式的进化,免疫相关基因及其表达也出现差别。
体内出现异物后,细胞上的主要组织相容性复合物(MHC)I及II类分子会将其交给免疫细胞,启动识别及清除过程。雄性怀孕,特别是内部怀孕的物种,MHC II的关键基因出现缺失或改变,MCH I基因拷贝数量增加,基因表达在怀孕期间减少,这使免疫功能更具有弹性。
免疫反应的强弱,随着不同怀孕时期的需求而变化。即将怀孕时,雄性海马及海龙的免疫反应增强,以辅助受精卵与父亲的组织融合。在怀孕过程中,促进炎症的细胞因子减少,而抵抗炎症的因子增多。同时,淋巴细胞的成熟及数量增加也受到抑制。这些共同导致免疫反应降低,避免父亲对胚胎出现排异反应。
与怀孕方式协调一致的免疫系统,既保护了下一代,又避免过低的免疫力使父亲受到伤害。特殊的雄性怀孕,可以协助科学家进一步研究人类的免疫缺陷疾病。
女人怀孕,也有类似的改变
海马与人类,虽然分别生活在海洋和陆地,负责怀孕生子的性别也不同,但免疫系统的变化有很多相似之处。
女性怀孕过程中,也会经历免疫功能的上下起伏。没有及时降低免疫反应的话会流产,而降低太多,将使母亲受到微生物感染或出现肿瘤。
女人与雄性海龙的相似之处丨参考文献[1]怀孕能保护胚胎免受气候及捕食危害,但消耗能量很多,并且暂时影响了怀孕一方的免疫功能,让其更难抵御有害物质的侵害。
无论怀孕的是父亲还是母亲,这都是为后代所做的巨大投资。
参考文献
[1] Olivia Roth, Monica Hongrø Solbakken, Ole Kristian Tørresen, 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, Ahnesjö 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:代天医
编辑:odette
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