人类的生育效率出了名的低，原因竟是.....
环球科学约 3 分钟图片来源：Pixabay
人类的繁殖过程是出了名的效率低。其他动物的受精卵几乎都能成功发育成幼崽，比如小鼠，但人类的很多受精卵却无法正常发育。最近，一项发表于《基因组医学》（Genome Medicine）的研究分析了接近1000个人类胚胎的体外受精过程（in vitro fertilization，IVF），试图解开人类繁殖率低的谜团。
科学家知道，如果人类胚胎存在染色体异常（一般指染色体数目异常，即染色体多于或少于46条）的情况，通常无法在子宫内定植，即便它们顺利在子宫内着床，最终也会流产或者出现死产。
通常来说，一部分染色体异常来源于卵子或精子。除此之外，由健康的卵子和精子形成的受精卵或胚胎可能会以奇怪的方式分裂，这也会导致它们的染色体异常。例如，一个细胞没有正常分裂成2个细胞，而是异常分裂成了3个细胞。“很多证据都表明，人类的受精卵在第一次细胞分裂时会犯很多严重的错误，”克劳迪娅·斯皮茨（Claudia Spits）说。她在比利时布鲁塞尔自由大学（Free University of Brussels）从事生殖和遗传学相关研究。
科学家在新研究中发现，相比于卵子或精子带来的异常，这些奇怪的分裂过程中出现的新的染色体异常对胚胎发育造成的损害更大。这些错误可能是“灾难性的”，论文的第一作者、约翰·霍普金斯大学（Johns Hopkins University）的演化生物学家拉吉夫·麦科伊（Rajiv McCoy）说：“我们发现在最初分裂后，很多细胞都会缺失3~5条染色体。”
麦科伊和同事们利用延时摄影视频和一台显微镜记录了大量体外受精胚胎的第一次细胞分裂。随后，他们详细检测了哪些胚胎中存在染色体异常的情况。
斯皮茨说，我们都认为受精后分裂异常带来的影响“是真实存在的，但没有人像麦科伊的研究团队这样通过分析如此多的胚胎样本，甚至是被淘汰的胚胎，来证实这个观点。
这项新研究还发现，在人类中，卵子和精子中的异常会随着年龄增长而增多，不过与胚胎分裂相关的错误在所有年龄段女性孕育的胚胎中一样普遍。研究人员认为，这一发现可能有助于解释为什么许多年轻、健康的夫妇在备孕时依然很困难。
“我们在这项研究中发现的一些机制或有助于理解人类的低生育力，”研究的合著者、伦敦妇女诊所（London Women's Clinic）的生殖医学顾问迈克尔·萨默斯（Michael Summers）说。这项研究或还能帮助解释麦科伊所说的“早期妊娠流产黑箱”现象。
研究人员表示，他们希望利用这项研究结果来改善体外受精技术，例如，通过改变细胞所处的生化环境来降低它们出现分裂错误的可能性。萨默斯说，“考虑到这样的分裂错误正在培养胚胎的培养皿中发生，通过改善体外受精过程或许可以间接挽救很多人类的胚胎。
本文选自《环球科学》2024年4月刊。
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