禁慾代言人 1,800萬年沒有性行為的生物

by:徽徽
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禁慾主義者可能找到了他們最棒的代言人,那就是名為Diploscapter pachys的圓蟲,這種蟲全身透明,大小比罌粟的種子還要小,而且已經 1,800萬年沒有發生過性行為了。

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圖為行無性生殖的圓蟲Diploscapter pachys,牠們全身透明、大小比罌粟的種子還要小,以細菌為食分布在全球的土壤中。

Photo: NYU

成功走過1,800萬年

近日,紐約大學生物學家發表了他們對Diploscapter pachys這種圓蟲的觀察,這種圓蟲靠著無性生殖已經成功活過 1,800萬年。

一定得有性生殖嗎?

專門研究Diploscapter pachys的紐約大學生物學家費區(David Fitch)說:「科學家們想了解為什麼有的動物可以上百萬年沒有性行為還存活得下來,這樣長期嚴格的禁慾在動物世界中非常罕見。」大部分的動植物都需要有性行為才能繁衍下一代。

消除有害突變  適應變動環境

費區接著說:「這個現象在了解演化遺傳學上很重要,因為它和大家廣泛接受的觀點相反,也就是要消除有害的突變和適應變動的環境,生物一定得有性生殖。」(延伸閱讀: 《首例有性生殖轉無性 澳洲豹紋鯊產子》)

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行有性生殖的生物透過性行為繁衍下一代,牠們透過基因改組或重組讓下一代能適應變動的環境。

Photo: Magikphil

走出另一條不同的路

透過研究Diploscapter pachys,費區和他的同事發現了另一條不同的路,他們也將研究發表在《當代生物學》期刊上。

研究團隊指出,Diploscapter pachys這種圓蟲用非常不一樣的方法複製基因,讓牠們可以有恰當的突變空間好適應環境,同時又不會造成缺陷。

不解之謎  無性怎麼活下去?

費區解釋道:「長期來看,透過性交繁衍下一代讓子孫可以隨著時間適應變動的環境,因為牠們透過基因改組或重組產生變異。」

「無論如何,因為這種基因重組沒有出現在無性物種中,導致無性物種容易很快就滅亡,所以在生物學上一直有個不解之謎,那就是為什麼有的無性生物可以活過這麼多代。」

「基本上,這些生物就是在複製牠們自己。」

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生物學家透過研究Diploscapter pachys的基因序列,想解開為什麼無性生殖的生物能存活的秘密。

Photo: РЕН ТВ Новости

回到故事的源頭

不過,在 1,800萬年前Diploscapter pachys也是有透過性行為繁殖,但之後到底發生了什麼事呢?

製造出複製生物大軍

研究人員發現,Diploscapter pachys將來自祖先的六對染色體融合成一對超大染色體,牠們藉此消除有性生殖行減數分裂的重要一步,也就是在分裂成兩個細胞前染色體的重組。

從那時開始,Diploscapter pachys開始複製自己,製造出了一堆無性的複製生物大軍,牠們以細菌為食,在全球的土壤中都可以看到牠們的身影,而目前為止牠們還活得好好的。

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在英國倫敦的里奇蒙公園內,兩隻正值交配期的雄鹿為了競爭另一半打起了架來。

路透社

有性生殖傷神費力  得先找到另一半

然而,對有性生殖的生物來說,要行有性生殖是一件傷神費力的事,其中之一就是得找到另一半,這些生物通常必須花上一定的時間和資源與其他人競爭才能找到伴侶,而且所有生物中只有雌性具有生育能力。

為什麼要有這些瑣事?

沒有參與這次的研究,但專門研究昆蟲異常遺傳系統演變的麻薩諸塞大學阿默斯特分校演化生物學家諾瑪克(Benjamin Normark)說:「我的意思是,(雌性)為什麼要理這些雄性還有所有的瑣事?」

雌性收割資源  雄性競爭伴侶

諾瑪克表示,想像一下眼前有兩個物種,其中一個透過性交產生下一代,另外一個物種則是複製自己來產生下一代。諾瑪克說,在需要性交的這個物種中,「雌性收割所有的資源然後把它們變成卵,雄性大部分的時間則把牠們的力量用在競爭追逐伴侶」。(延伸閱讀: 《研究:證據指出恐龍會用「跳舞」追女友》)

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生物學家諾瑪克原本以為這個世界上沒有可以長期存活的無性生物,但隨著Diploscapter pachys的出現打破了生物界的迷思。

Photo: Hendrik van Leeuwen

無性生物只要複製自己

無性物種就不用擔心這些事情,牠們要做的事就是複製自己。諾瑪克說:「無性物種的生育率可能會是有性物種的兩倍,因為每一個個體都可以繁衍下一代,所以無性物種(照理說)很快就會把有性物種給比下去,這是一個很大的優勢。」

「然而,無性物種非常罕見」諾瑪克說。正因如此,科學家們才開始尋找無性物種,而諾瑪克差點就要覺得這個世界上沒有可以長期存活的無性物種,直到Diploscapter pachys的出現讓生物界大開眼界,因為Diploscapter pachys已經有 1,800萬年沒有性行為,牠們依然還是活得好好的。(延伸閱讀: 《沒有氧氣一樣能活 裸鼴鼠用植物的方式代謝》)


參考資料:
01 Tiny, Transparent Worm Challenges Notions About Sex
02 This Worm Has Gone 18 Million Years Without Sex, And We Now Know Its Secret
03 Scientists Just Sequenced An 18 Million Year Old Species That Cloned Itself