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全雄贝类不搞基

(文/Brandon Keim)在动物世界千奇百怪的性爱方式中,蚬属 Corbicula 的蚌类独树一帜。

蚬是一个常见的淡水生物属,个体约有50美分大小,而几乎所有蚬属的物种都是无性繁殖的。这很奇怪,但并非超常。而且,它们的身体结构是雌雄同体,但遗传上却是雄性。

真正奇怪的地方在于,它们时常会从其它种类的蚬中夺取新鲜DNA。

德克萨斯大学奥斯汀分校的计算生物学家大卫•希利斯(David Hillis)在5月23日出版的《美国国家科学院院报》上发表了有关蚬属的研究。他说:“它们能偷取同属其它物种的卵。通常状况下,整个来自母亲的基因组会被扔出去,但有时它们也会保留一些来自雌性的基因,将其并入自身的基因组中。”

乍一看,蚬属的繁殖过程是那种中规中矩的水中精卵结合的过程。但大多数情况,精子和卵子来自同一个个体。受精之后,来自卵子的基因会从胚胎中排出。假如水流碰巧将来自不同个体的精子和卵子混在了一起,这个过程也不会改变。无论“母亲”是谁,后代都只是精子的复制品。

无性繁殖的一个大优点就是,生物体不用费尽心思去找合适的配偶了(它们自己就是最好的配偶),从而可以将时间和精力用在别的事情上。无性繁殖看似是一个正常而成功的繁殖策略,但每个自我复制的物种都面临着一个问题,希利斯把它叫做“影印法则”:每轮复制都会带来错误。基因组会变得污迹斑斑,最终难以表达信息。

为了解决这个问题,无性繁殖者进化出了一系列办法。有些物种,例如真菌和亚马逊帆鱼(Amazon molly),时常会进行有性繁殖,以避免基因库的贫乏。有些全部为雌性的蜥蜴能在单性和双性之间转化,或者依靠一种染色体混合机制来引入遗传多样性。有一纲动物甚至能吸收死亡个体的DNA。但人们却从未找到蚬属动物保持遗传活力的机制。

在这项新研究中,希利斯和同事检查了来自世界各地的蚬属19个物种的基因组,想在基因中找到线索。他们发现了奇怪的现象——某些属于一个物种的基因莫名其妙地出现在了另一个物种当中。

根据希利斯和同事们的说法,最可能的解释是受精时的意外——精子遇到的卵不仅是来自另一个个体,还是来自蚬属的另一个种。大多数时候,发育仍会正常进行,而卵子的DNA被排出,但总有一些时候(可能是千分之一或百万分之一的几率),一些卵子的基因能够存留。这样,无性繁殖的世系中就补充了新鲜血液。

“我们发现的正是这种夺取基因后留下的证据。”他说。

目前希利斯想知道这种繁殖方式与蚬属的突然爆发之间有没有联系,因为在某些地区,大量出现的蚬类已经堵塞了水管。他还想知道这种看似稀有的全雄物种是否比人们想象的更为常见。

在最近发表在《系统生物学》杂志上的一篇文章中,希利斯指出,从软体动物到橡树,各种生物体的细胞都含有其它亲缘物种的DNA痕迹。这通常可以用曾经发生的杂交来解释,但希利斯却不这么认为。他怀疑这是雄性单性生殖造成的。

“有关无性生殖系统的问题大量涌现。许多问题我们并不了解,生物学家也从未花时间想过。”希利斯说,“有关生物的生殖方式,你再怎么想象都不过分,甚至总还会有许多超出想象的东西。”

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博主介绍: Brandon Keim出生在Maine,现住布鲁克林,这是个让他感到大自然蓬勃生机的地方,它们会在任何想象不到的地方生长。作为文化和科学的自由作家,他感兴趣的领域十分广泛,如科学,文化,历史和人性。他的作品遍布各个角落,如Wired.com, the Christian Science Monitor, USA Today, ABC News, Seed, Psychology Today 和 Nature Medicine。

The End

发布于2011-05-26, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Ashie

生态学硕士生

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