Science第三种繁殖方式:雄性可以有,但不再需要它们的基因

【字体: 时间:2019年03月18日 来源:生物通

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  1949年,年轻的生物学家Victor Nigon在他的博士论文中描述了生活在土壤中的各种线虫的繁殖。其中包括中杆线虫属的Mesorhabditis belari,在这种线虫的繁殖活动中,雄性样本极为罕见,而且其精子的遗传物质也很少被卵子利用。由此产生的胚胎也是一只雌性,相当于它母亲的克隆体。

  

1949年,年轻的生物学家Victor Nigon在他的博士论文中描述了生活在土壤中的各种线虫的繁殖。其中包括中杆线虫属的Mesorhabditis belari,在这种线虫的繁殖活动中,雄性样本极为罕见,而且其精子的遗传物质也很少被卵子利用。由此产生的胚胎也是一只雌性,相当于它母亲的克隆体。

70年后的今天,这种线虫再次引起了人们的兴趣。由法国科学研究中心(CNRS)、里昂l'ENS、里昂第一大学和法国国家自然历史博物馆的研究人员领导的一支国际团队证实了Victor Nigon的初步观察结果,但也指出,有9%的卵子使用了精子的遗传物质而产生了雄性胚胎。也就是说,雄性只能将它们的基因传递给“儿子”,意味着雄性对种族延续没有遗传贡献。雄性存在的意义是什么?

科学家认为,雄性可以被看做是雌性的一个简单延伸,帮助她们启动卵的发育。如果雄性不传播其母亲的基因,至少他们必须帮助母亲尽可能多地生育后代。雌性所生的儿子帮助女儿产生大量胚胎,这是合理的。换句话说,雄性可以使他们的姐妹优先受精。

绿色:细胞骨架;品红:雌性DNA;白色:雄性DNA。奇怪的是在胚胎细胞分裂时,雄性DNA不包括在细胞核内。

为什么只生产9%的雄性?而不是2%或20%?通过运用“博弈论”,研究人员认为,9%是一个稳定的进化策略,因为这个数量足以确保产生最多数量的雌性后代,而不会在没有遗传贡献的雄性身上浪费太多资源。

作为人们熟悉的生殖方式,无性繁殖不需要性,雌性产生自己的克隆组成一个物种。相反,有性繁殖的雄性个体能够与雌性进行基因融合。Mesorhabditis belari线虫代表了一种新的生殖方式,雄性对雌性生殖有用,但没有基因融合。研究小组目前正在探索这种类型的繁殖是如何出现的,并将通过理解Mesorhabditis belari的基因组来测试这种繁殖的长期稳定性。

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原文检索:Males as somatic investment in a parthenogenetic nematode

(生物通:伍松)

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