下降睾丸：DNA 研究为揭示低垂腺体的秘密提供了新线索

阴囊是一个谜。为什么大多数雄性哺乳动物的生殖腺如此脆弱地位于体外的皮肤和肌肉囊中？根据新的研究，答案可能存在于那些睾丸位于腹部的不寻常哺乳动物中。这些哺乳动物包括大象、土豚和其他来自非洲的非洲兽总科 (Afrotheria) 的动物。睾丸在略低于体温时功能最佳。但我们不能肯定地说这就是哺乳动物进化出下降睾丸的原因，尤其是因为没有阴囊的雄性仍能成功繁殖。外部睾丸也可能是一种向潜在配偶炫耀的方式，或者保护它们免受运动产生的体内压力。这项发表在 PLOS Biology 上的新研究检查了 71 种胎盘哺乳动物的两个关键基因——RXFP2 和 INSL3，这两个基因是睾丸下降韧带发育所必需的。他们发现，在许多没有外部睾丸的非洲兽类哺乳动物中，这些基因已经发生突变，以至于不再发挥作用。

这些数据表明，所有非洲兽亚目哺乳动物的共同祖先（可能生活在 7000 万至 9000 万年前）以及所有胎盘哺乳动物更古老的祖先确实有下降的睾丸。研究还表明，在某些非洲兽亚目动物的进化过程中，这一特征至少被逆转了四次。这表明，更详细地研究非洲兽亚目及其祖先可能会揭示睾丸在体外的进化优势和劣势究竟是什么。

科学家经常试图通过观察灭绝动物的现存后代来弄清它们是什么样子的，以及它们是如何进化的，尤其是在没有化石可用的情况下。如果某个物种的所有现代后代都具有某种身体或行为特征，那么祖先物种很可能也具有这种特征。

重建此类物种的细节被称为现存系统发育分类。但这种方法依赖于现存物种群体之间如何关联的确凿证据，而对于胎盘哺乳动物群体而言，绘制准确的家谱的尝试仍然存在争议。

分子化石

研究非洲兽亚纲的 DNA 可以解决这个问题，因为我们不必知道它们与其他胎盘哺乳动物群体有何更广泛的关系。相反，研究人员寻找动物基因在进化过程中如何变化的证据。他们发现，只有现代非洲兽亚纲哺乳动物的睾丸下降基因发生了突变。所有其他哺乳动物群体的这些基因都是完整的。

在没有外部睾丸的哺乳动物身上发现 RXFP2 和 INSL3 基因的功能障碍残留物这一事实强烈表明，它们的祖先拥有这些基因的功能性副本。在进化过程中，当出于某种原因外部睾丸不再具有优势时，这些基因就会发生突变，但不会降低动物的繁殖机会。这些突变基因随后被传递给下一代。

研究人员还利用所谓的分子钟（即基因突变以特定速率累积的原理）大致确定了这些基因突变发生的时间。如果你知道原始功能基因的样子，你就可以计算出其他动物中存在的突变基因中发生了多少突变。然后，利用分子钟，你就可以计算出这些突变需要多长时间才能累积起来。

我们仍然不知道的是，为什么这些突变能够成功遗传下来，以及非洲兽总目为何进化成睾丸不再下降（睾丸下垂）。研究人员认为，睾丸下垂要么以某种未知的方式有益，要么由另一种有益特征导致，要么由其他身体发育的限制导致。

显然，还有很多未知的东西，这些想法需要验证。但最新研究还表明，科学家可以利用这种分子古生物学来了解灭绝生物的面貌，即使我们无法找到它们完整的化石遗骸。

尼尔·亚当斯 (Neil Adams) 是莱斯特大学哺乳动物古生物学博士生。本文最初发表于 The Conversation。