当前位置: 首页 » 新闻资讯 » 综合新闻 » 正文

在细菌控制下,这种动物居然能男变女

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-01-22  浏览次数:586
核心提示:鼠妇,不倒翁虫,土鳖,皮球虫,西瓜虫。这种惹人喜爱的生物有许多名字,在北美、欧洲和亚洲地区广泛分布。它喜欢潮湿,一见光就
rLuK5NK-OBqtAKHQf2mKxx3l5YkNvCQqVEJgHexHOhEmAgAAbwEAAEpQ
鼠妇,不倒翁虫,土鳖,皮球虫,西瓜虫。这种惹人喜爱的生物有许多名字,在北美、欧洲和亚洲地区广泛分布。它喜欢潮湿,一见光就逃跑,受到威胁的时候就会团成一个球。它常常被卷入和一种细菌的演化战争中。这场战争至关重要,赌上的是它自己的性别特征。

鼠妇的性别由两条染色体Z和W控制。有两条Z染色体的会发育成雄性,ZW染色体的会成为雌性。但在一些种群中,一种名为沃尔巴克体(Wolbachia)的微生物正在改写这条规则。

沃尔巴克体会感染鼠妇的细胞,并且仅通过雌性传递,只有鼠妇妈妈能将这种细菌传给后代。雄性胚胎对沃尔巴克体来说就是个死胡同。结果是,当沃尔巴克体传到雄性身上,细菌会干扰产生荷尔蒙的腺体的发育。结果,所有感染了沃尔巴克体的鼠妇幼体都会长成雌性,哪怕它们的基因是雄性也一样。在这些种群中,W染色体有全部消失的趋势。最终,所有的鼠妇的基因都变成了ZZ,得通过它们体内是否出现了沃尔巴克体来判断它们将来会变成雌性还是雄性。

一种微生物就能全盘掌握宿主的性别,这已经足够骇人听闻了。但是,在过去四十年里,一群法国科学家挖出了故事的全貌,现在它出现了更加令人困惑的转折。

在上世纪八十年代,法国研究者指出有些鼠妇没有感染沃尔巴克体,却表现得好像感染了一样。它们的染色体都是ZZ,但其中一些仍然发育成了雌性。研究人员假设,细菌将它的一段DNA插入了鼠妇的基因组中,这个“娘化因子”(f-element)主导了鼠妇的性别,哪怕是在没有感染沃尔巴克体的情况下。

受限于八十年代的技术水平,研究人员当时无法验证他们的猜想。但是三十年后,普瓦捷大学的理查·科尔多(Richard Cordaux)离证明这个猜想已经很接近了。

科尔多对一些丹麦鼠妇的基因进行了测序,发现它们都携带了沃尔巴克体的DNA。它们没有感染细菌的迹象,但细菌的基因仍然在鼠妇的一条染色体中苟延残喘。这种新组合成的染色体表现得就像正常鼠妇的W染色体,它的出现意味着这只个体将成为雌性——雌性都携带它,而雄性都没有它。

总而言之:这些鼠妇最初有Z和W两种染色体,雄性的基因型是ZZ,雌性的基因型是ZW。在通过母系遗传感染了沃尔巴克体后,W染色体消失了,所有的鼠妇都变成了ZZ,现在由是否感染细菌决定它们是雌性还是雄性。最后,沃尔巴克体四处传播自己的基因,把鼠妇的一条染色体变成了一种新的性染色体,它的行为就像最初丢失的W。

兜了一圈之后,鼠妇的性别又回到了“出厂设置”。它们的性别仍然由自己的染色体决定,即原装的Z染色体和W染色体的2.0版。当然,沃尔巴克体还在,它成了新的W染色体的一部分。尽管沃尔巴克体的实体不在那儿,它的DNA仍然控制着鼠妇的性别。

亚利桑那州立大学的梅丽莎·威尔森·赛勒斯(Melissa Wilson Sayres)表示:“我的内心在尖叫。这跟我们对性染色体演化的普遍看法真是截然相反。”

用我们自己的X和Y染色体来解释一下性染色体的普遍情况。它们最初是一样的,携带着相同的基因。随后,大约3亿年前,其中一条发生了突变,使其携带的一个基因变成了决定性别的开关,能将雄性与雌性区分开来。这条染色体最终变成了Y,而这对染色体中的另一条变成了X。

这是一条典型的路径:一对染色体共有的什么东西发生了变化,使它们朝不一样的方向演化。但在鼠妇身上,这种差异出现的原因是“另一种完全不同的物种的DNA的干预,”威尔逊·赛勒斯说,“演化永远能让我感到惊奇。”

马里兰大学的朱莉·唐宁-霍托普(Julie Dunning-Hotopp)对此略有怀疑。她已经在很多动物的基因组中发现了沃尔巴克体的基因,其中甚至有一种果蝇,体内含有这种细菌的全部基因组。她“完全相信”科尔多研究的鼠妇身上也有沃尔巴克体的DNA,但她不确定这些DNA是否决定了鼠妇的性别。也许决定性别的是另一个基因,而沃尔巴克体的DNA只是刚好在它旁边而已。

要确定这一点,唯一的办法是证明沃尔巴克体的基因确实被激活了,并影响了鼠妇幼体的发育。科尔多说:“这就是我们目前正在进行的实验。”

得克萨斯大学的南希·莫兰(Nancy Moran)认为,在共生微生物影响动物性别演化方面,也许还存在许多其他案例。她说:“关于共生生物的很多发现都是这样,最初只有一个特例,随后才被发现是一种普遍现象。这种鼠妇很可能不是唯一的案例。”


 
 
[ 新闻资讯搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
0条 [查看全部]  相关评论

 
推荐图文
推荐新闻资讯
点击排行
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 网站地图 | 网站留言 | 广告服务 | 积分换礼 | RSS订阅