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揭开长寿之谜,科学家刚刚对1800万年前克隆自己的物种进行了测序

作者: 来源: 2017-11-19 我要评论( )

研究人员对一种小而无性的、1800万年前的蠕虫进行了测序,该物种在无性繁殖的情况下存活了下来。 无性生存

研究人员对一种小而无性的、1800万年前的蠕虫进行了测序,该物种在无性繁殖的情况下存活了下来。 无性生存

研究人员对一种小而无性的、1800万年前的蠕虫进行了测序,该物种在无性繁殖的情况下存活了下来。

无性生存幸存者

这是研究团队首次对约1800万年前的一种微小无性繁殖的蠕虫进行测序。这项工作证实了这一物种是已知的最古老的无性动物物种之一。该研究也解释了这种蠕虫是如何“逃过”死亡的,在无性繁殖生物身上我们通常会看到进化的力量。

揭开长寿之谜,科学家刚刚对1800万年前克隆自己的物种进行了测序

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“科学家们一直试图弄明白为什么一些动物在没有性行为的情况下能够存活数百万年,因为这种严格的长期禁欲在动物世界是非常罕见的。”纽约大学生物学教授、合着者大卫·惠奇(David Fitch)在一次新闻发布会上说道。“这一现象对理解进化遗传学意义重大,因为它与广泛接受的观点背道而驰即:“有性生殖是消除有害突变和适应环境变化的必要条件。”

遗传父母双亲基因的副本通常是动物的良好保险;因为这能预防可能有害的突变的积累,这是一种称为互补的过程。

“从长远来看,通过性交产生后代可以随着时间的推移适应不断变化的条件,因为它通过基因重组产生变化,”惠奇在发布上这样解释。然而,由于这种重组并不是在无性繁殖的物种中发生的,所以它们往往会迅速灭绝。因此,在生物学中,一些无性繁殖的动物是如何存活了这么多年的,这一直是个谜。”

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新测序的蠕虫Diploscapter pachys,是一种小型的、透明的、无性的、自由生活的蛔虫(也称为线虫)。它与秀丽隐杆线虫(一种常用于生物医学研究的性生物)密切相关。该团队使用DNA衍生出了D. pachys的谱系,并发现大约在1800万年前,它起源于一群完全无性繁殖的物种。

克隆建立生存

当研究小组调查了D. pachys如何更紧密地繁殖时,他们发现为防止重组该生殖细胞制造过程已被改变——这在许多其他无性生物体中很常见。“基本上,这些动物过去正在克隆自己,”惠奇在新闻发布会上讲道。

此外,科学家们惊讶地发现,D. pachys克隆只含有一对染色体。像这样的单染色体在高等生物体中极其罕见;事实上,只有另外两种已知的动物物种有单对染色体。即使是非常相似的物种,例如秀丽隐杆线虫,也有5到7条染色体。

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接下来,该小组对D.pachys的基因组进行了测序。他们旨在测试单个染色体的结构,看看它是否会随着其他染色体的消失而出现,或者是否实际上由多个祖先染色体融合在一起。结果他们发现D. pachys跳过减数分裂(细胞学术语)——这是一个性生物将其染色体减半并产生配子以及重组的过程。相反,蠕虫将其祖先的六条染色体融合到单个染色体中,无性地保持高遗传多样性。

因此,它的长寿之谜似乎在很大程度上得以揭开:D. pachys通过维持遗传变异并与之互补,克服了无性繁殖的缺点。”惠奇解释说。“讽刺的是,这是通过确保基因拷贝之间没有重组来实现的。如果有的话,基因拷贝之间的差异可能会消失。事实上,D. pachys已经摆脱了在有性生物体中重组机制所需的几种基因。”

研究这些结果可以帮助科学家更深入地了解无性繁殖,并可能对未来的人类生殖产生影响。这项工作可能会让我们了解到,人类有一天会创造出一种能够代代相传的克隆体,在物种层面上避免死亡和灭绝。

 

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