研究人員發現了一種十分獨特的蠕蟲, 它們的遺傳方式與“普遍規律截然不同”。 這類線蟲是一種“三性別”生物, 既有雄性、雌性, 還有雌雄同體的情況。 不過, 它們最特殊的還要數繁殖方式。
雌雄同體的線蟲既能自體繁殖, 也能和雄性或雌性線蟲進行異體繁殖。 而在異體繁殖時, 產生的後代均為雄性, 這無疑與正常的遺傳規律大相徑庭。 “這在無脊椎動物中其實相當常見, ”威廉瑪麗學院生物系教授戴安·謝克斯指出, “真正罕見的是能夠自體繁殖的雌雄異體生物。 比如說, 蚯蚓就屬於雌雄同體, 但仍然要兩條蚯蚓才能進行繁殖。
謝克斯還補充道:“在有些生物中, 如果‘配對中占領導位置的生物死亡’, 另一方就會轉換性別, 成為新的‘領導’。 ”對這種名為Auanema rhodensis的線蟲而言, 雌性和雌雄同體線蟲都有XX染色體,
“它們有三種性別, ”謝克斯指出, “有雄性, 雌性, 還有雌雄同體。 雌雄同體的線蟲身體結構與雌性相仿, 但既能產生卵子, 也能產生精子。 ”研究人員稱, A。 rhodensis線蟲顯然不遵從孟德爾提出的傳統遺傳規則。 “我們發現A。 rhodensis線蟲的遺傳方式與普遍規則大相徑庭, 尤其是它們處理X染色體的方式。 ”
謝克斯和同事們此前發現, 雄性A。 rhodensis線蟲負責產生精子的細胞能夠設法只生成攜帶X染色體的精子。 因此當雄性與雌性線蟲交配時, 後代均為雌性。
“這還不算最瘋狂的。 在本次新研究中, 我們發現雌雄同體的線蟲也有一套極為獨特的遺傳規律。 ”謝克斯指出。 根據普通遺傳規則, 擁有XX染色體的雌雄同體線蟲應該能生成分別含有一條X染色體的卵子和精子。
“我們還不清楚它們是怎麼做到的, 但這種遺傳原理非常有意思。 ”謝克斯說道。 “這樣一來, 當雌雄同體的線蟲進行自體繁殖時, 它們的後代便主要是擁有XX染色體的雌性和雌雄同體線蟲。 ”“然而, 如果雌雄同體的線蟲與雄性線蟲交配, 它們產生的無X染色體的卵子與雄性線蟲產生的含有1條X染色體的精子結合, 生出的後代便只能為雄性。 ”
研究人員稱, 這種獨特的線蟲或許有助於人類基因學取得重大突破。 例如, 它可以幫助我們更好地理解染色體分離機制, 甚至研究癌細胞的行為表現。 “如果染色體分離出現異常, 大多數情況下都會導致胚胎在受孕前幾周自然流產。
雖然雌雄同體擁有獨特的優勢, 但研究人員表示, 它們也存在一定局限。 比如, 自體繁殖的雌雄同體線蟲無法像異體繁殖的生物那樣, 實現基因多樣性。 對線蟲而言, 這會使其幼蟲期延長, 性成熟也會因此推遲整整一天。
“考慮到整個過程不過三四天, 一天算得上很長了。 ”謝克斯說道。 擁有三種性別還可幫助該物種適應多種環境。 在環境嚴苛時, 它們會傾向於繁殖更多雌雄同體線蟲, 因為它們生存能力更強, 可以在其它有食物的地方建立新的領地。
謝克斯表示,