科学家发现全新动物:三性别 遗传规律令人大跌眼镜
Auanema rhodensis线虫是一种“三性别”生物,既有雄性、雌性,还有雌雄同体的情况。不过,它们最特殊的还要数繁殖方式。
雌雄同体的线虫既能自体繁殖,也能和雄性或雌性线虫进行异体繁殖。而在异体繁殖时,产生的后代均为雄性,这无疑与正常的遗传规律大相径庭。
雌性和雌雄同体线虫都有XX染色体,雄性则只有一个X染色体。
雌雄同体的线虫身体结构与雌性相仿,但既能产生卵子,也能产生精子。
雄性A. rhodensis线虫负责产生精子的细胞只生成携带X染色体的精子。因此当雄性与雌性线虫交配时,后代均为雌性。
雌雄同体的线虫也有一套极为独特的遗传规律。根据普通遗传规则,拥有XX染色体的雌雄同体线虫应该能生成分别含有一条X染色体的卵子和精子。但研究人员发现,它们产生的精子中有两条X染色体,卵子中却一条都没有。
这样一来,当雌雄同体的线虫进行自体繁殖时,它们的后代便主要是拥有XX染色体的雌性和雌雄同体线虫。然而,如果雌雄同体的线虫与雄性线虫交配,它们产生的无X染色体的卵子与雄性线虫产生的含有1条X染色体的精子结合,生出的后代便只能为雄性。
研究人员称,这种独特的线虫或许有助于人类基因学取得重大突破。例如,它可以帮助我们更好地理解染色体分离机制,甚至研究癌细胞的行为表现。如果染色体分离出现异常,大多数情况下都会导致胚胎在受孕前几周自然流产。有时这样的胚胎也能存活下来、成功分娩。最著名的当属唐氏综合征,即患儿体内多了一条染色体。
虽然雌雄同体拥有独特的优势,但研究人员表示,它们也存在一定局限。比如,自体繁殖的雌雄同体线虫无法像异体繁殖的生物那样,实现基因多样性。对线虫而言,这会使其幼虫期延长,性成熟也会因此推迟整整一天。
考虑到整个过程不过三四天,一天算得上很长了。拥有三种性别还可帮助该物种适应多种环境。在环境严苛时,它们会倾向于繁殖更多雌雄同体线虫,因为它们生存能力更强,可以在其它有食物的地方建立新的领地。
人们只在野外观察到过两次这种线虫,一次是在康涅狄格州,另一次是在弗吉尼亚州的阿巴拉契亚山脉。有意思的是,我们并不清楚它们在野外环境中会做些什么,这方面的研究并不多,但有一些迹象表明,它们在野外环境中会产生更多的雌雄同体。