尽管许多物种都有多种繁殖的方法,但大部分的真核生物包括人类都必须通过有性繁殖才能繁衍后代。而一小分支生物却一直用无性繁殖的方法逃脱了早期的灭绝,长期的无性繁殖会与遗传的危险积累相关。这些古老的生物怎样逃脱灭绝的危险而且能够告诉我们什么关于有性繁殖或无性繁殖的启示呢?
Isabelle Schön and Koen Martens对一种现存最古老的无性繁殖生物进行研究,这种生物是介形亚纲的甲壳类生物Darwinula stevensoni,它们已经无性生殖存在了2千万年。研究者希望对它们如此长的时期内无性繁殖而对基因组序列的突变造成什么影响进行分析。
研究者对这种生物三个重要基因的序列进行分析,单拷贝基因hsp82的内含子和外显子,ITS1/ITS2基因的分散序列和CadDS的calmodulin内含子。研究者对这些序列的核苷酸分支性进行分析,与有性生殖的介形亚纲生物Cyprideis torosa进行比较,得出单个生物与群体的核苷酸差异。
研究者发现D. Stevensoni在所检测到的三段序列中都很意外的只有很低的遗传学改变。这很奇怪是因为无性繁殖生物不能够通过重组来对基因组中的突变进行移除,而这就是以前认为无性繁殖生物致命的缺点之一。
在也是无性生殖的蛭形轮虫中,非同源的突变积累导致DNA序列大规模的等位基因差异。Isabelle Schön and Koen Martens发现在另外一种无性生殖的生物轮虫Pholidina roseola中,hsp82的等位基因差异非常高。为了消除这种无法消除突变的严重后果,这种生物通过缩短生命周期和增加种群数量来补偿。他们进而发现在D.Stevensoni中可能是通过ITS1/2基因的散在分布和对单基因拷贝基因的修复来降低突变的可能。
这种古老的生物提示我们生物界是多么复杂,各种生物各显神通生存下来真是条条大路通罗马啊。
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ORIGINAL RESEARCH PAPER
Schön, I. & Martens, K. No slave to sex. Proc. R. Soc. Lond. B 12 March 2003 (10.1098/rspb.2002.2314 )