在自然界中,大多數(shù)動(dòng)物需要“父母雙方”才能繁衍后代,但有一種蛇卻是個(gè)“例外”——它就是鉤盲蛇。全球所有的鉤盲蛇都是雌性,無需交配就能獨(dú)自生下后代!
最近,中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所研究團(tuán)隊(duì)首次破譯了鉤盲蛇的基因組,揭開了這場(chǎng)進(jìn)化奇跡的奧秘。
鉤盲蛇是世界上已知最小的蛇類之一,由于體型微小,且常通過花盆土壤被無意中傳播,因此也稱為“花盆蛇”。
鉤盲蛇有一門“絕技”叫作孤雌生殖,即全球所有的鉤盲蛇都是雌性,無需交配就能獨(dú)自生下后代。更特別的是,普通動(dòng)物通常只有兩套染色體,分別來自父母的精子和卵子的結(jié)合,而鉤盲蛇卻有三套完整的染色體。
那么鉤盲蛇是怎么得到“三套”基因的呢?中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所研究發(fā)現(xiàn),鉤盲蛇的祖先可能在4100萬年前經(jīng)歷了兩次跨物種“聯(lián)姻”,意外獲得了三套染色體,并通過染色體融合實(shí)現(xiàn)了基因組的穩(wěn)定傳遞。
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,一個(gè)純孤雌繁殖的脊椎動(dòng)物種群可能在幾萬代之內(nèi)就走向衰亡。然而,鉤盲蛇已經(jīng)在無性繁殖的道路上頑強(qiáng)地走了數(shù)千萬年。那么,鉤盲蛇是如何逃脫傳統(tǒng)進(jìn)化理論所說的“滅絕命運(yùn)”的呢?
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),鉤盲蛇三套染色體間存在天然兼容性,避免了多套基因“打架”。此外,在鉤盲蛇的卵巢細(xì)胞中,高度表達(dá)著各種DNA修復(fù)酶,這些“基因補(bǔ)丁大師”能夠及時(shí)修補(bǔ)傳代過程中DNA的損傷和復(fù)制錯(cuò)誤,使其后代基因組得以保持健康穩(wěn)定,不會(huì)因長(zhǎng)期無性繁殖逐漸“劣化”而被淘汰出局。
該研究成果打破了關(guān)于“孤雌生殖動(dòng)物面臨進(jìn)化困境”的傳統(tǒng)認(rèn)知,有助于理解動(dòng)物多樣化生殖方式的起源,為探索其他類群的染色體演化歷史和物種多樣性保護(hù)提供了新思路。