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一只變異的小龍蝦,能無限自我復(fù)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(xué)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(shù)量非常驚人,我們?nèi)齻€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!?。?/span>
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(chǎn)卵,產(chǎn)卵的數(shù)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(chǎn)卵繁衍,
在25年來復(fù)制了成千上萬個自己,現(xiàn)在幾乎已經(jīng)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(xué)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(chǎn)的卵也出奇地多,一次能產(chǎn)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(guān)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(xiàn)一個讓人無比迷惑的現(xiàn)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(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)過交配產(chǎn)卵繁殖出下一代?。?/span>
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(xué)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(xiàn),情況已經(jīng)不對了?。?/span>
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?。 ?/span>
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?;蛘唪~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(shù)量呈幾何級數(shù)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(jié)果,
讓科學(xué)家們大吃一驚…
測序后發(fā)現(xiàn),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?。。?/span>
甚至可以說,他們幾乎都是從同一個母體復(fù)制出來的,基因?qū)用嫔蟻碚f,它們是同一只小龍蝦!!
Lyko博士和同事們從這個結(jié)果回溯分析,他們認為,產(chǎn)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(dǎo)致變異而成的….
科學(xué)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(chǎn)生了后代,
其中一只蝦因為自身變異,產(chǎn)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(shù)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(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,也都能進行無性繁殖….
最重要的,
它們和母親一模一樣?。。ㄒ驗槭亲晕铱寺〉耐惶谆颍?/span>
去年12月,Lyko博士和同事們經(jīng)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?。?/span>
想像一下,以美洲龍紋鰲蝦現(xiàn)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(xiàn)它們都長得一模一樣的,從外到內(nèi)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(jié)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(xué)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(nèi)達到相當(dāng)可觀的種群數(shù)量…
“這是一種非常好的短期策略,有利于這個物種短時間內(nèi)擴大種群數(shù)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(dǎo)致的個體進化,成為生物應(yīng)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…
(來源:紅星新聞、百姓匯生活、英國哪些事兒等)
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