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一些动物物种可以在没有有性繁殖的情况下成功生存

综合 时间:2021-09-25 00:00:50 匿名用户

在一个国际研究项目的框架内,一组科学家首次证明无性繁殖可以长期成功。他们研究的动物是甲虫。到目前为止,一个动物物种在地质学上很长的一段时间内没有有性繁殖的生存被认为是非常不可能的,如果不是不可能的话。

然而,一组来自科隆大学和Gott亭n大学的动物学家和进化生物学家,以及洛桑(瑞士)大学和蒙彼利埃大学(法国),首次在古无性甲虫螨类O.NoVa中展示了所谓的Melelson效应。梅塞尔森效应描述了生物体基因组中的一个特征性痕迹,表明纯粹的无性繁殖。研究结果已发表在PNAS上。

到目前为止,科学家已经看到了有性繁殖的巨大进化优势,即一对父母能够提供的两个不同基因组的相遇,会产生后代的遗传多样性。在有两组染色体的生物体中,即每个细胞中有两个基因组拷贝,例如人类和有性繁殖的甲虫,性确保了两个拷贝的持续“混合”。这样,不同个体之间的遗传多样性得到了保证,但同一个体内基因组的两个拷贝平均来说仍然非常相似。

然而,无性繁殖的物种也有可能将遗传变异引入其基因组,从而在进化过程中适应环境。无性繁殖的物种产生自己的遗传克隆。但是(有性物种的对比)无性物种缺乏有性繁殖,因此“混合”导致两个基因组拷贝独立积累突变或遗传信息的变化,并在一个个体内变得越来越不同:两个拷贝彼此独立进化。梅塞尔森效应描述了纯无性物种染色体组中这些差异的检测。

洛桑大学的生态与进化系的Tanja Schwander教授解释说:“这听起来很简单,但实际上,梅塞尔森效应至今还没有在动物身上得到证实。”

进化生物学家很难解释像O.nova这样的古代无性繁殖动物物种的存在,因为从长远来看,无性繁殖似乎非常不利。除此之外,为什么几乎所有的动物物种都是纯有性繁殖?因此,像O.nova这样只由雌性组成的动物物种也被称为“古代无性繁殖丑闻”

证明古代无性丑闻真的完全无性繁殖,假设(他们已经做了很长一段时间),这是一项非常复杂的任务:根据洛桑大学的Alexander Brandt博士的第一作者,“例如,可能存在某种未知的‘神秘’性交换。或者还不知道。例如,很少有繁殖的雄性动物能够被生产出来,甚至可能是“偶然的”。“然而,纯粹的无性繁殖至少在理论上在基因组中留下了一个特别的特征痕迹:梅塞尔森效应。

在他们的研究中,研究人员在德国收集了不同的Oppiella nova种群和近亲但有性繁殖的Oppiella subpectinata种群,并对它们的基因信息进行了测序和分析,科隆大学动物研究所的艾米·诺特初级研究小组组长Jens Bast博士说。

“这些螨虫只有五分之一毫米大小,很难识别。”此外,分析基因组数据需要专门为此设计的计算机程序。因此,Brandt、Schwander和Bast咨询了巴登-沃尔滕堡森林研究所经验丰富的土壤科学家和分类学家Christian Bluhm博士;Patrick Tran Van,一位专门研究进化基因组学的生物信息学家;和土壤生态学家Stefan Scheu教授,来自哥丁根大学。

他们的努力最终得到了回报:他们成功地证明了梅塞尔森效应。巴斯特总结道:“我们的研究结果清楚地表明,新天牛完全是无性繁殖的。当要了解没有性别的进化是如何进行的时,这些甲虫螨仍然可以提供一两个惊喜。”。结果表明,没有有性繁殖的物种存活是相当罕见的,但并非不可能。研究小组现在将试图找出这些甲虫螨的特殊之处。

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