揭開長壽之謎,科學家剛剛對1800萬年前克隆自己的物種進行了測序
研究人員對一種小而無性的、1800萬年前的蠕蟲進行了測序,該物種在無性繁殖的情況下存活了下來。
無性生存倖存者
這是研究團隊首次對約1800萬年前的一種微小無性繁殖的蠕蟲進行測序。這項工作證實了這一物種是已知的最古老的無性動物物種之一。該研究也解釋了這種蠕蟲是如何「逃過」死亡的,在無性繁殖生物身上我們通常會看到進化的力量。
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「科學家們一直試圖弄明白為什麼一些動物在沒有性行為的情況下能夠存活數百萬年,因為這種嚴格的長期禁慾在動物世界是非常罕見的。」紐約大學生物學教授、合著者大衛·惠奇(David Fitch)在一次新聞發布會上說道。「這一現象對理解進化遺傳學意義重大,因為它與廣泛接受的觀點背道而馳即:「有性生殖是消除有害突變和適應環境變化的必要條件。」
遺傳父母雙親基因的副本通常是動物的良好保險;因為這能預防可能有害的突變的積累,這是一種稱為互補的過程。
「從長遠來看,通過性交產生後代可以隨著時間的推移適應不斷變化的條件,因為它通過基因重組產生變化,」惠奇在發布上這樣解釋。然而,由於這種重組並不是在無性繁殖的物種中發生的,所以它們往往會迅速滅絕。因此,在生物學中,一些無性繁殖的動物是如何存活了這麼多年的,這一直是個謎。」
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新測序的蠕蟲Diploscapter pachys,是一種小型的、透明的、無性的、自由生活的蛔蟲(也稱為線蟲)。它與秀麗隱桿線蟲(一種常用於生物醫學研究的性生物)密切相關。該團隊使用DNA衍生出了D. pachys的譜系,並發現大約在1800萬年前,它起源於一群完全無性繁殖的物種。
克隆建立生存
當研究小組調查了D. pachys如何更緊密地繁殖時,他們發現為防止重組該生殖細胞製造過程已被改變——這在許多其他無性生物體中很常見。「基本上,這些動物過去正在克隆自己,」惠奇在新聞發布會上講道。
此外,科學家們驚訝地發現,D. pachys克隆只含有一對染色體。像這樣的單染色體在高等生物體中極其罕見;事實上,只有另外兩種已知的動物物種有單對染色體。即使是非常相似的物種,例如秀麗隱桿線蟲,也有5到7條染色體。
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接下來,該小組對D.pachys的基因組進行了測序。他們旨在測試單個染色體的結構,看看它是否會隨著其他染色體的消失而出現,或者是否實際上由多個祖先染色體融合在一起。結果他們發現D. pachys跳過減數分裂(細胞學術語)——這是一個性生物將其染色體減半併產生配子以及重組的過程。相反,蠕蟲將其祖先的六條染色體融合到單個染色體中,無性地保持高遺傳多樣性。
因此,它的長壽之謎似乎在很大程度上得以揭開:D. pachys通過維持遺傳變異並與之互補,克服了無性繁殖的缺點。」惠奇解釋說。「諷刺的是,這是通過確保基因拷貝之間沒有重組來實現的。如果有的話,基因拷貝之間的差異可能會消失。事實上,D. pachys已經擺脫了在有性生物體中重組機制所需的幾種基因。」
研究這些結果可以幫助科學家更深入地了解無性繁殖,並可能對未來的人類生殖產生影響。這項工作可能會讓我們了解到,人類有一天會創造出一種能夠代代相傳的克隆體,在物種層面上避免死亡和滅絕。
原創編譯:梓色揚光
來源:futurism


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