一只變異的小龍蝦,能無限自我復制,25年克隆出幾百萬只自己統(tǒng)治歐洲
![]() 最近這五年, 德國癌癥研究中心的生物學家Frank Lyko博士一直在研究一種身長15厘米的小龍蝦…
這種小龍蝦的樣本非常好找,可以去寵物市場買,也可以和同事去湖邊抓… 夜幕降臨, 他們只需要打開頭燈,走到淺灘,這些小龍蝦便會從藏身的地方出來, 在腳踝周圍游來游去, Lyko博士表示,這種小龍蝦到處都是,抓起來非常容易: “數量非常驚人,我們三個人,一小時就抓了150多只,還僅僅是用手…..” Lyko博士和同事們?yōu)槭裁磿@種小龍蝦這么癡迷呢? 因為,這種不是一般的小龍蝦,它是25年前在地球上還完全不存在,剛剛進化出來的新品種!!! 25年前, 一個簡單的基因變異,一只雌性小龍蝦忽然擁有了可以無性繁殖的能力… 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卵,產卵的數量也遠大于其他的龍蝦… 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,通過自我克隆自我產卵繁衍, 在25年來復制了成千上萬個自己,現在幾乎已經統(tǒng)治了大半個歐洲的各種水域!!
也就是說,如今走在歐洲的湖泊,隨時可能撞見一只隸屬于“克隆蝦”大軍的成員…. 這個不可思議的故事,還得慢慢說起…. 這種小龍蝦叫做美洲龍紋螯蝦(Procambarus Virginalis),在德國被稱為Marmorkrebs(德語,字面意思是“大理石紋蝦”)… 1995年的時候,德國生物學家Lyko博士接到了一個水生物愛好者的報告, 這位水生物愛好者告訴他,自己在寵物市場淘到了一只有點像“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,產的卵也出奇地多,一次能產幾百顆卵…. Lyko博士自己仔細比對了一下,也沒有找到這種鰲蝦的相關記載,只是覺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)….
盡管沒查到出身,這位水生物愛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”開始在寵物市場流行起來,人們紛紛買回來養(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)現一個讓人無比迷惑的現象: 這種蝦無一例外都是雌蝦, 而它們竟然可以不用和雄蝦交配,直接產卵并繁殖出下一代!! 而繁殖出的下一代, 也都是清一色的雌蝦,同樣也都可以不經過交配產卵繁殖出下一代!! 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)現的異常品種,引起了一部分科學家的注意… 他們對這種小龍蝦進行了簡單的研究, 測序了一部分DNA片段,覺得這種小龍蝦和分布于北美的龍紋螯蝦(Procambarus fallax)有些相似… 并沒有進一步深入研究…. 一直到10年后, 另一位生物學家決定徹底研究這個被寵物圈傳得神乎其神的物種時, 他發(fā)現,情況已經不對了!! 這種小龍蝦的繁殖速度堪比《星球大戰(zhàn):克隆人戰(zhàn)爭》的場景, 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在太快, 很多人把繁殖出來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, 它們的生存能力也是無比強大,Lyko博士說: “它們什么都吃,腐爛的樹葉,蝸牛或者魚卵,小魚和小昆蟲” 憑著頑強的生命力和驚人的速度擴張…. 從一個湖泊遷移到另一個湖泊, 從一條溪流擴張到另一條溪流…. 并且,除了數量呈幾何級數瘋狂增長,它們分布的地域也越來越廣,從德國到捷克,匈牙利,克羅地亞,之后是日本,馬達加斯加….
為了徹底揭開這背后的秘密, Lyko博士從歐洲的各個地方抓了16只這種小龍蝦來研究…. 他和同事們決定給這些小龍蝦進行完整的基因組測序,希望能夠從基因的角度,來探究小龍蝦的身上隱藏的秘密… 基因測序的結果, 讓科學家們大吃一驚… 測序后發(fā)現,這16只不同地方抓來的小龍蝦, 它們的基因組幾乎一模一樣!!! 甚至可以說,他們幾乎都是從同一個母體復制出來的,基因層面上來說,它們是同一只小龍蝦!!
Lyko博士和同事們從這個結果回溯分析,他們認為,產生這樣一只“克隆蝦”帝國… 最大的可能是,兩種不同的龍紋螯蝦交配導致變異而成的…. 科學家們勾勒出一個北美的龍紋螯蝦進化出克隆繁殖能力的故事…. 這是一個類似于死侍誕生的故事…. 某一天, 來自全球不同地區(qū)的兩只龍紋敖蝦交配產生了后代, 其中一只蝦因為自身變異,產生了異常的性細胞(卵細胞或精細胞),變異的性細胞中竟然包含了兩套染色體!!
大家都知道, 大多數有性繁殖動物只有兩組染色體…. 一組來自父本,一組來自母本… 用人類舉例, 來自父本的染色體是X或者Y, 來自母本的染色體是X染色體… 對大部分鳥類來說, 鳥類的性別由性染色體Z和W所決定…. 來自父本的染色體是Z, 來自母本的染色體是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胞因為變異,讓這只蝦的性細胞加入了第三套完整的染色體…
就這樣, 這只生出來的雌性龍紋蝦的細胞里便有了三套染色體…. 之后, 在沒有和雄性龍紋蝦交配的情況下,它便能夠產大量的卵, 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,也都能進行無性繁殖…. 最重要的, 它們和母親一模一樣!!(因為是自我克隆的同一套基因)
去年12月,Lyko博士和同事們經過長達5年的研究論證, 正式宣布這種“大理石紋螯蝦”為一個獨立的新品種,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, 美洲龍紋鰲蝦被譽為甲殼綱動物里唯一一個無性繁殖的品種,所有的個體都來自于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年來已驚人的速度繁殖,竟然從一個個體繁衍成為了一個新品種!! 想像一下,以美洲龍紋鰲蝦現有的擴張步伐,10年之后,馬達加斯加,印度,歐洲,不同地方的人們抓到了一只美洲龍紋鰲蝦,發(fā)現它們都長得一模一樣的,從外到內都是一模一樣!! 而這個年輕的新品種, 也有助于人們更深入探討研究動物王國的另一大奧秘:性… 為什么這么多動物都是有性繁殖的? 目前,地球上只有10000多種生物是無性(雌性)克隆繁殖的… 許多研究結果都認為, 無性繁殖的生物之所以比較稀少,是因為它們在歷史上存在的時間都不會太久(如單細胞生物等等)…. 美國南阿肯色州大學的Abraham Tucker博士和他同事們,對11種無性繁殖水蚤(無脊椎動物)的研究表明,他們的基因只在1250年前有過進化(1250年在生物上進化史非常短暫,生物進化的時間尺度可長達長千萬甚至上億年)…. 不管怎樣,通過美洲龍紋鰲蝦的例子可以看到,無性繁殖在某些方面有明顯優(yōu)勢…. Tucker博士認為,無性繁殖提供了一種迅速而強大的繁殖能力,能讓物種在短期內達到相當可觀的種群數量… “這是一種非常好的短期策略,有利于這個物種短時間內擴大種群數量….” 不過, 長遠來看,有性繁殖的優(yōu)勢依然無可比擬,例如,有性繁殖能為生物提供必要的進化,父體母體雙方不同的基因組合導致的個體進化,成為生物應對疾病的有效機制….
對于美洲龍紋螯蝦這個“克隆蝦帝國”種群的未來, 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存在10萬年,10萬年對我個人來說是無比漫長,但在生物進化的時間軌跡上,那只是一眨眼….或許,它們最終會發(fā)生改變….” 無論怎樣, 一個龐大“克隆蝦”帝國就生活在人們身邊, 依然值得全世界驚嘆… 編輯:沈湫莎 責任編輯:顧軍 來源:紅星新聞、百姓匯生活、英國哪些事兒等 該文章在 2019/5/19 23:06:58 編輯過 |
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