自花受精的魚具有驚人的遺傳多樣性
就像奇怪的動物一樣,紅樹林的殺戮是屬于自己的一類。它在淡水和水中都很旺盛,鹽的含量是海洋的兩倍。它可以在陸地上長達(dá)兩個月,通過它的皮膚呼吸,然后通過一系列壯觀的180度翻轉(zhuǎn)回到水中。
它是僅有的兩種脊椎動物之一 - 另一種是近親 - 使自身受精。最后一部分吸引了像華盛頓州立大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院博士后研究員Luana Lins這樣的科學(xué)家。
親密地交朋友 - 稱為“自我” - 有益處。如果您發(fā)現(xiàn)自己處境良好,食物豐富或氣候宜人,您可以在現(xiàn)場開始一個家庭。但是因為自我受精的動物只復(fù)制自己的DNA,所以如果環(huán)境突然發(fā)生變化,它就會被剝奪了多樣化的基因工具包。自體受精也可以增加危險突變在人群中普遍存在的可能性。
然而,各種各樣令人討厭的情況并不令人厭惡,就好像乞求世界用最好的一擊來擊打它一樣。
事實證明,當(dāng)Lins和基因組科學(xué)家Joanna Kelley實驗室的同事測序了殺螨的基因組時,也稱為紅樹林,Kryptolebias marmoratus,或者只是簡單的“Kmar”,它有很多事情發(fā)生。在“基因組”雜志中,他們描述了他們?nèi)绾伪容^該生物的15種不同譜系,并在物種中發(fā)現(xiàn)了大量的遺傳多樣性。
當(dāng)兩個人交配并且他們的染色體排成一行時,每個父母的基因?qū)⒃贒NA的相應(yīng)位置具有不同的核苷酸或遺傳構(gòu)建塊。這些不同的核苷酸被稱為“雜合的”。并且因為不同的基因賦予不同的特征,后代將具有來自每個父母的特征的混合。
但是,當(dāng)一個生物用自己的精子給自己的卵子施肥時,它的核苷酸更容易與僅通過偶然的突變或重組打破的均勻性相匹配。他們配對的核苷酸被稱為純合子,與克隆一樣,一代與下一代幾乎相同。
在觀察來自各種譜系的殺螨DNA時,人們可能會期望它們之間存在某種一致性。然而,WSU,斯坦福大學(xué)和阿拉巴馬大學(xué)的Lins和同事卻沒有。
“如果你只是遵循與自身交配很長時間的邏輯,我們找到了比我們預(yù)期更多的異質(zhì),雜合的區(qū)域,”林斯說。“這開啟了一堆蠕蟲。這是怎么回事?”
一種解釋是,這些生物的突變比以前想象的要多得多。但突變具有一定的規(guī)律性或可能性,使得這種多樣性不太可能。
但在大多數(shù)Kmar人群中,只有一小部分人是男性。他們的精子會使其他人的卵子受到更少的受精。
獨立研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)兩性接觸到的魚從不同的譜系,公魚或其他不相關(guān)的雌雄同體,他們更有可能比從同一血統(tǒng)魚打下更多的蛋??赡苁荎mar偶爾會通過其中一個原型敘述 - 陌生人來到城鎮(zhèn) - 當(dāng)他們看到陌生人時,他們會利用這個新的異國DNA庫。他們被陌生人吸引,或者他們通過產(chǎn)生額外的蛋來回應(yīng)陌生人。
盡管他們有限的大腦能力,魚并不是完全愚蠢。Lins已經(jīng)注意到他們知道什么時候吃,上升到喂食。然而,對于魚類或任何其他生物來說,發(fā)現(xiàn)一個新的DNA池將是一種非凡的感知。
“他們怎么知道另一個人有多么不同,我們不知道,”林斯說。“有許多未知數(shù),我認(rèn)為這是科學(xué)的樂趣。我們都在努力弄清楚這些魚的情況。”
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