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科學家首次測定一種無性生殖蠕蟲﹐祖先可上溯至1800萬年前
科學家首次測定了一種無性生殖蠕蟲的DNA序列﹐推斷其起源於1800萬年之前。這種蠕蟲成為最古老的無性生殖物種之一。科學家發現﹐雖然這種蠕蟲無性生殖﹐但它避免了無性生殖物種通常會遇到的進化困境﹐沒有走向滅絕﹐而是保持物種延續至今。在漫長的進化中﹐不同的生命形式產生出多種多樣的生殖方式。比較來說﹐人們普遍認為有性生殖更具優勢。一方面﹐子代的遺傳物質來自雙親﹐萬一其中之一的某個基因出現問題﹐還可以靠另一個來拯救﹐這個過程稱為互補(complementation)﹐降低了突變的可能性。另一方面﹐有性生殖過程中的重組(recombination)則增加了遺傳物質的多樣性﹐隨著物種代代相傳﹐多樣性逐漸積累﹐為物種適應不同的環境提供了遺傳基礎。
無性生殖則不具備這些優勢。嚴格的無性生殖﹐可以簡單理解為親代的自我複製﹐遺傳物質完全來自單個親本﹐沒有互補﹐沒有重組。在漫長的進化中﹐無性生殖的物種常常很快走向滅絕。然而紐約大學的研究人員最近測定了一種稱為Diploscapter pachys的無性生殖的蠕蟲﹐其起源可追溯至1800萬年之前。一種無性生殖的動物能夠保持物種延續1800萬年﹐這種現象非常罕見。在已知的無性生殖動物中﹐這種蠕蟲是最古老的幾種之一。
Diploscapter pachys是一種與線蟲(Caenorhabditis elegans)親緣較近的蠕蟲﹐但二者也有明顯的不同。D. pachys是無性生殖﹐線蟲是有性生殖。此外﹐線蟲的染色體為5~7對﹐而D. pachys只有一對染色體。科學家測定了這種蠕蟲的基因組﹐結果表明﹐雖然只有一對染色體﹐但在最初的時候﹐這一對染色體融合了祖先的6對染色體﹐並跳過第一次減數分裂﹐因而完整保留了祖先基因中的遺傳多樣性。
這就解釋了D. pachys物種延續至今的秘密﹐竭力保持來自祖先的遺傳多樣性。不僅如此﹐為了防止多樣性的丟失﹐在無性生殖的過程中﹐這種蠕蟲還要儘可能避免重組的發生。因為理論上﹐其祖先的DNA多樣性最高﹐若發生重組﹐反而有可能丟失不同基因拷貝之間的區別。實際上﹐D. pachys缺失有性生殖重組機制所需要的基因﹐因此在產生生殖細胞時﹐不會發生重組。
這項研究讓人們對無性生殖有了更深入的理解﹐也為人類在以後的生殖方式提示了思路。或許在將來﹐人類將有辦法克隆自己﹐代代相傳﹐而不會出現物種滅絕。
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