秀麗隱桿線蟲 竟是雌雄間性方式繁殖

秀麗隱桿線蟲是一種人們?nèi)庋劭床灰姷纳?，是一種微生物，但是這種微生物非常神奇，它不是人們想的那樣以孢子方式繁殖，而是雌雄間性方式繁殖，意味著這種微生物也分公母。

為了繁育后代至少需要兩性物種進行繁殖，但在自然界中存在著許多方式產(chǎn)生不同的性別。一些動物(包括人類和其它哺乳動物)使用一種特殊染色體性鑒別系統(tǒng)——雌性擁有兩個X染色體，而雄性擁有一個X染色體和一個Y染色體。目前，美國密歇根州大學博士后研究員克里斯多夫-錢德勒和助理教授伊恩-德沃金以及愛荷華州和俄勒岡州大學的研究同事在《進化》雜志上發(fā)表的最新研究報告"Experimental evolution of the caenorhabditis elegans sex determination pathway"，研究人員發(fā)現(xiàn)某些蠕蟲甚至能夠以雌雄間性的方式進行繁殖。

另一方面，對于一些爬行動物，性別決定依賴于溫度，胚胎孵化在不同的溫度將決定后代是否形成雄性或者雌性。然而如果動物不能進行繁殖，那么與性別有關(guān)的基因突變將變得非常危險。

研究人員長期置疑雌雄間性現(xiàn)象是如何發(fā)生變異的，我們認為性別決定性具有較高的保存性，這意味著基因中的任何變異都可能出現(xiàn)問題，同時很快被自然選擇所淘汰。相反，有證據(jù)表明這些基因進化非?？欤⒃谖锓N之間產(chǎn)生很大的分歧。在性別決定的中間進化階段究竟發(fā)生了什么呢？

在正常情況下，像蠕蟲一樣的秀麗隱桿線蟲擁有一個染色體性決定系統(tǒng)：多數(shù)個體的染色體是XX，它們是可以自受精繁殖的真實雌雄同體，但也可以和擁有一個X染色體的雄性進行異性交配，并發(fā)育形成雄性生殖腺。美國密歇根州大學博士后研究員克里斯多夫-錢德勒和助理教授伊恩-德沃金，以及愛荷華州和俄勒岡州大學的研究同事使用進化實驗來測試秀麗隱桿線蟲如何克服染色體性決定系統(tǒng)的變化。

研究人員使用具有溫度相關(guān)性決定系統(tǒng)的秀麗隱桿線蟲突變株進行了實驗，在較低溫度下，秀麗隱桿線蟲進化形成雌雄同體，但如果在發(fā)育階段暴露在較高溫度，它們就會形成雄性。他們通過將秀麗隱桿線蟲幼體暴露于適中溫度，就會形成雌雄間性個體。這種雌雄間性個體兼具雄性和雌性特征，很難進行繁殖。

之后錢德勒和同事使用低生育能力的雌雄間性個體繁殖了50代，在這個過程中，他們測量了后代的性別比率和繁殖能力。秀麗隱桿線蟲的性別很容易通過尾部進行識別：雄性長著圓形的尾尖；而雌性長著鞭狀尾部，有突出的尾尖，在尾尖附近很容易地看到它們的卵。這種雌雄間性動物兼具兩性特征，圓形尾尖的個體時常攜帶著卵。

在實驗?zāi)┢冢M管處于之前產(chǎn)生雌雄間體的適中溫度，所有實驗個體均返歸典型的性別比率和較高的繁殖能力。研究人員發(fā)現(xiàn)這些動物在性決定基因表達方面并未產(chǎn)生任何變化。錢德勒說：“它們好像是通過其他基因機制進行補償?shù)窒?，很可能存在許多差異性。”

換句話說，其它基因?qū)⑦M化補償性決定基因所產(chǎn)生的變化，在某種程度上可使個體進化形成雄性或者雌性，而不是雌雄間體。這項研究對于理解生物進化進程具有重要影響。