一只變異的小龍蝦,能無(wú)限自我復(fù)制,25年克隆出幾百萬(wàn)只自己統(tǒng)治歐洲
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![]() 最近這五年, 德國(guó)癌癥研究中心的生物學(xué)家Frank Lyko博士一直在研究一種身長(zhǎng)15厘米的小龍蝦…
這種小龍蝦的樣本非常好找,可以去寵物市場(chǎng)買,也可以和同事去湖邊抓… 夜幕降臨, 他們只需要打開(kāi)頭燈,走到淺灘,這些小龍蝦便會(huì)從藏身的地方出來(lái), 在腳踝周圍游來(lái)游去, Lyko博士表示,這種小龍蝦到處都是,抓起來(lái)非常容易: “數(shù)量非常驚人,我們?nèi)齻€(gè)人,一小時(shí)就抓了150多只,還僅僅是用手…..” Lyko博士和同事們?yōu)槭裁磿?huì)對(duì)這種小龍蝦這么癡迷呢? 因?yàn)椋@種不是一般的小龍蝦,它是25年前在地球上還完全不存在,剛剛進(jìn)化出來(lái)的新品種!!! 25年前, 一個(gè)簡(jiǎn)單的基因變異,一只雌性小龍蝦忽然擁有了可以無(wú)性繁殖的能力… 變異后的它不但比一般的小龍蝦體型要大, 還不需要和雄性龍蝦交配就可以直接產(chǎn)卵,產(chǎn)卵的數(shù)量也遠(yuǎn)大于其他的龍蝦… 而它的后代,同也能用同樣的方式自我克隆, 于是乎, 這只一方霸主,通過(guò)自我克隆自我產(chǎn)卵繁衍, 在25年來(lái)復(fù)制了成千上萬(wàn)個(gè)自己,現(xiàn)在幾乎已經(jīng)統(tǒng)治了大半個(gè)歐洲的各種水域!!
也就是說(shuō),如今走在歐洲的湖泊,隨時(shí)可能撞見(jiàn)一只隸屬于“克隆蝦”大軍的成員…. 這個(gè)不可思議的故事,還得慢慢說(shuō)起…. 這種小龍蝦叫做美洲龍紋螯蝦(Procambarus Virginalis),在德國(guó)被稱為Marmorkrebs(德語(yǔ),字面意思是“大理石紋蝦”)… 1995年的時(shí)候,德國(guó)生物學(xué)家Lyko博士接到了一個(gè)水生物愛(ài)好者的報(bào)告, 這位水生物愛(ài)好者告訴他,自己在寵物市場(chǎng)淘到了一只有點(diǎn)像“德州龍蝦”的淡水鰲蝦… 這種淡水鰲蝦樣子有些奇特,尺寸比一般的鰲蝦大出不少,身上是大理石紋一樣的花紋,產(chǎn)的卵也出奇地多,一次能產(chǎn)幾百顆卵…. Lyko博士自己仔細(xì)比對(duì)了一下,也沒(méi)有找到這種鰲蝦的相關(guān)記載,只是覺(jué)得它的樣子比較接近一種廣泛分布于北美的龍紋螯蝦(Procambarus fallax)….
盡管沒(méi)查到出身,這位水生物愛(ài)好者還是把這只蝦送給了自己的朋友…. 之后不久,這種奇特的“大理石紋螯蝦”開(kāi)始在寵物市場(chǎng)流行起來(lái),人們紛紛買回來(lái)養(yǎng)在家里…. 而這些買到“大理石紋鰲蝦”的主人們,都不約而同發(fā)現(xiàn)一個(gè)讓人無(wú)比迷惑的現(xiàn)象: 這種蝦無(wú)一例外都是雌蝦, 而它們竟然可以不用和雄蝦交配,直接產(chǎn)卵并繁殖出下一代!! 而繁殖出的下一代, 也都是清一色的雌蝦,同樣也都可以不經(jīng)過(guò)交配產(chǎn)卵繁殖出下一代!! 這件怪事兒在寵物圈里越傳越廣…
直到2003年, 這種在寵物圈里發(fā)現(xiàn)的異常品種,引起了一部分科學(xué)家的注意… 他們對(duì)這種小龍蝦進(jìn)行了簡(jiǎn)單的研究, 測(cè)序了一部分DNA片段,覺(jué)得這種小龍蝦和分布于北美的龍紋螯蝦(Procambarus fallax)有些相似… 并沒(méi)有進(jìn)一步深入研究…. 一直到10年后, 另一位生物學(xué)家決定徹底研究這個(gè)被寵物圈傳得神乎其神的物種時(shí), 他發(fā)現(xiàn),情況已經(jīng)不對(duì)了!! 這種小龍蝦的繁殖速度堪比《星球大戰(zhàn):克隆人戰(zhàn)爭(zhēng)》的場(chǎng)景, Lyko博士形容到: “人們帶回一只小龍蝦養(yǎng),一年之后就成了幾百只!!” 而由于小龍蝦繁殖實(shí)在太快, 很多人把繁殖出來(lái)的多余小龍蝦都倒到湖里… 在自然環(huán)境中,這種小龍蝦根本不需要刻意呵護(hù), 它們的生存能力也是無(wú)比強(qiáng)大,Lyko博士說(shuō): “它們什么都吃,腐爛的樹(shù)葉,蝸牛或者魚(yú)卵,小魚(yú)和小昆蟲(chóng)” 憑著頑強(qiáng)的生命力和驚人的速度擴(kuò)張…. 從一個(gè)湖泊遷移到另一個(gè)湖泊, 從一條溪流擴(kuò)張到另一條溪流…. 并且,除了數(shù)量呈幾何級(jí)數(shù)瘋狂增長(zhǎng),它們分布的地域也越來(lái)越廣,從德國(guó)到捷克,匈牙利,克羅地亞,之后是日本,馬達(dá)加斯加….
為了徹底揭開(kāi)這背后的秘密, Lyko博士從歐洲的各個(gè)地方抓了16只這種小龍蝦來(lái)研究…. 他和同事們決定給這些小龍蝦進(jìn)行完整的基因組測(cè)序,希望能夠從基因的角度,來(lái)探究小龍蝦的身上隱藏的秘密… 基因測(cè)序的結(jié)果, 讓科學(xué)家們大吃一驚… 測(cè)序后發(fā)現(xiàn),這16只不同地方抓來(lái)的小龍蝦, 它們的基因組幾乎一模一樣!!! 甚至可以說(shuō),他們幾乎都是從同一個(gè)母體復(fù)制出來(lái)的,基因?qū)用嫔蟻?lái)說(shuō),它們是同一只小龍蝦!!
Lyko博士和同事們從這個(gè)結(jié)果回溯分析,他們認(rèn)為,產(chǎn)生這樣一只“克隆蝦”帝國(guó)… 最大的可能是,兩種不同的龍紋螯蝦交配導(dǎo)致變異而成的…. 科學(xué)家們勾勒出一個(gè)北美的龍紋螯蝦進(jìn)化出克隆繁殖能力的故事…. 這是一個(gè)類似于死侍誕生的故事…. 某一天, 來(lái)自全球不同地區(qū)的兩只龍紋敖蝦交配產(chǎn)生了后代, 其中一只蝦因?yàn)樽陨碜儺悾a(chǎn)生了異常的性細(xì)胞(卵細(xì)胞或精細(xì)胞),變異的性細(xì)胞中竟然包含了兩套染色體!!
大家都知道, 大多數(shù)有性繁殖動(dòng)物只有兩組染色體…. 一組來(lái)自父本,一組來(lái)自母本… 用人類舉例, 來(lái)自父本的染色體是X或者Y, 來(lái)自母本的染色體是X染色體… 對(duì)大部分鳥(niǎo)類來(lái)說(shuō), 鳥(niǎo)類的性別由性染色體Z和W所決定…. 來(lái)自父本的染色體是Z, 來(lái)自母本的染色體是Z或者W, 總之,都是兩條… 而這只雌性龍紋螯蝦父母的其中一方提供的性細(xì)胞因?yàn)樽儺悾屵@只蝦的性細(xì)胞加入了第三套完整的染色體…
就這樣, 這只生出來(lái)的雌性龍紋蝦的細(xì)胞里便有了三套染色體…. 之后, 在沒(méi)有和雄性龍紋蝦交配的情況下,它便能夠產(chǎn)大量的卵, 而這些卵全都能孕育出了龍紋鰲蝦, 而且,和母親一樣,這些后代龍紋鰲蝦也都是雌性的,也都能進(jìn)行無(wú)性繁殖…. 最重要的, 它們和母親一模一樣!!(因?yàn)槭亲晕铱寺〉耐惶谆颍?/p>
去年12月,Lyko博士和同事們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)5年的研究論證, 正式宣布這種“大理石紋螯蝦”為一個(gè)獨(dú)立的新品種,命名為美洲龍紋鰲蝦(Procambarus Virginalis)…. 前兩天,他們將這一研究成果的論文發(fā)表了出來(lái), 美洲龍紋鰲蝦被譽(yù)為甲殼綱動(dòng)物里唯一一個(gè)無(wú)性繁殖的品種,所有的個(gè)體都來(lái)自于25年前那一只變異的小龍蝦!! 一只小龍蝦,變異出了克隆繁殖的能力,25年來(lái)已驚人的速度繁殖,竟然從一個(gè)個(gè)體繁衍成為了一個(gè)新品種!! 想像一下,以美洲龍紋鰲蝦現(xiàn)有的擴(kuò)張步伐,10年之后,馬達(dá)加斯加,印度,歐洲,不同地方的人們抓到了一只美洲龍紋鰲蝦,發(fā)現(xiàn)它們都長(zhǎng)得一模一樣的,從外到內(nèi)都是一模一樣!! 而這個(gè)年輕的新品種, 也有助于人們更深入探討研究動(dòng)物王國(guó)的另一大奧秘:性… 為什么這么多動(dòng)物都是有性繁殖的? 目前,地球上只有10000多種生物是無(wú)性(雌性)克隆繁殖的… 許多研究結(jié)果都認(rèn)為, 無(wú)性繁殖的生物之所以比較稀少,是因?yàn)樗鼈冊(cè)跉v史上存在的時(shí)間都不會(huì)太久(如單細(xì)胞生物等等)…. 美國(guó)南阿肯色州大學(xué)的Abraham Tucker博士和他同事們,對(duì)11種無(wú)性繁殖水蚤(無(wú)脊椎動(dòng)物)的研究表明,他們的基因只在1250年前有過(guò)進(jìn)化(1250年在生物上進(jìn)化史非常短暫,生物進(jìn)化的時(shí)間尺度可長(zhǎng)達(dá)長(zhǎng)千萬(wàn)甚至上億年)…. 不管怎樣,通過(guò)美洲龍紋鰲蝦的例子可以看到,無(wú)性繁殖在某些方面有明顯優(yōu)勢(shì)…. Tucker博士認(rèn)為,無(wú)性繁殖提供了一種迅速而強(qiáng)大的繁殖能力,能讓物種在短期內(nèi)達(dá)到相當(dāng)可觀的種群數(shù)量… “這是一種非常好的短期策略,有利于這個(gè)物種短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)大種群數(shù)量….” 不過(guò), 長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,有性繁殖的優(yōu)勢(shì)依然無(wú)可比擬,例如,有性繁殖能為生物提供必要的進(jìn)化,父體母體雙方不同的基因組合導(dǎo)致的個(gè)體進(jìn)化,成為生物應(yīng)對(duì)疾病的有效機(jī)制….
對(duì)于美洲龍紋螯蝦這個(gè)“克隆蝦帝國(guó)”種群的未來(lái), Lyko博士表示有待繼續(xù)觀察和探討, “或許它們以這樣的方式會(huì)存在10萬(wàn)年,10萬(wàn)年對(duì)我個(gè)人來(lái)說(shuō)是無(wú)比漫長(zhǎng),但在生物進(jìn)化的時(shí)間軌跡上,那只是一眨眼….或許,它們最終會(huì)發(fā)生改變….” 無(wú)論怎樣, 一個(gè)龐大“克隆蝦”帝國(guó)就生活在人們身邊, 依然值得全世界驚嘆… 編輯:沈湫莎 責(zé)任編輯:顧軍 來(lái)源:紅星新聞、百姓匯生活、英國(guó)哪些事兒等 該文章在 2019/5/19 23:06:58 編輯過(guò) |
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