科學(xué)家揭開雄性進(jìn)化更快之謎:遺傳方式簡(jiǎn)單

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

美國(guó)科學(xué)家宣稱他們破解了雄性動(dòng)物比雌性動(dòng)物進(jìn)化速度更快的奧秘,這主要是因?yàn)樾坌詣?dòng)物的遺傳方式相對(duì)更加簡(jiǎn)單。

早在19世紀(jì),達(dá)爾文就曾注意到雄性孔雀要比雌性孔雀長(zhǎng)有更多美麗的尾羽,隨后更多地觀測(cè)均表明,雄性動(dòng)物的進(jìn)化速度要比雌性動(dòng)物快得多。長(zhǎng)期以來,這一現(xiàn)象一直讓生物學(xué)家們感到疑惑不解,他們認(rèn)為既然同類的雄性和雌性動(dòng)物具有相同的遺傳基因,在進(jìn)化速度上就不應(yīng)該存在明顯的差異。在美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)遺傳研究所的動(dòng)物學(xué)副教授馬塔-瓦勒主持完成的研究中,科學(xué)家們分析了雌雄兩性果蠅共享的8607種基因,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中7617種在兩性間存在表達(dá)差異,這意味著同一種基因在兩性間發(fā)揮了不同的作用。研究結(jié)果還表明,雄性和雌性動(dòng)物的遺傳模式存在差別,雌性的遺傳模式包括多種基因的交互作用,而雄性則要相對(duì)簡(jiǎn)單。這一發(fā)現(xiàn)有助于科學(xué)家深入研究疾病在男女兩性身上不同的表現(xiàn)癥狀,以及對(duì)于治療的不同反應(yīng)。

馬塔-瓦勒認(rèn)為,兩性性染色體的差異在其中發(fā)揮了重要的作用。雌性具有兩條X染色體,相關(guān)基因之間會(huì)發(fā)生很多交互作用,顯性基因會(huì)掩蓋隱性基因的表達(dá);而雄性只有一條X染色體,而且Y染色體上的基因很少,這使得基因間的交互作用不多,遺傳方式更為直接。研究人員相信,正是這一相對(duì)簡(jiǎn)單的遺傳路徑幫助雄性較好地應(yīng)對(duì)了性別選擇的壓力,贏得雌性配偶并繁育數(shù)量眾多的后代。美國(guó)布朗大學(xué)的生物學(xué)教授戴維-蘭德認(rèn)為,雖然之前也有過關(guān)于基因表達(dá)與遺傳方式之間關(guān)系的研究,但是此次分析的數(shù)據(jù)量特別龐大,包括了果蠅基因組的大部分。他說:“此次研究顯示了隱性和顯性特征對(duì)于變異的重要性。雄性獲得的好的特征會(huì)得到促進(jìn),壞的會(huì)遭到刪除;而對(duì)于雌性來說,好壞特征可以并存,只不過有害特征沒有表達(dá)而已!

進(jìn)化論觀點(diǎn)認(rèn)為,物種進(jìn)化永遠(yuǎn)是朝著“最優(yōu)基因”的目標(biāo)前進(jìn),但對(duì)雄性有利的基因往往也會(huì)阻礙雌性同類相關(guān)的適應(yīng)性。研究人員們分析了多年來收集的一種蘇格蘭馬鹿的相關(guān)數(shù)據(jù),并且利用每只馬鹿對(duì)種群個(gè)體數(shù)量的貢獻(xiàn)來衡量它們的適應(yīng)性。研究人員通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),如果一只雄性的適應(yīng)性(指生存能力和繁殖數(shù)量)強(qiáng),那么它的雌性親屬的適應(yīng)性往往低于平均水平。這一現(xiàn)象表明,兩性在進(jìn)化過程中存在著一種競(jìng)爭(zhēng),即基因的性別對(duì)抗性選擇。盡管此前對(duì)黑腹果蠅的實(shí)驗(yàn)室研究得到過類似的結(jié)論,但這是科學(xué)家第一次進(jìn)行真正“自然”的選擇研究。不過,科學(xué)家并沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的結(jié)論,即雌性馬鹿的高產(chǎn)會(huì)影響雄性親屬的繁殖能力。研究人員表示,這可能是由于母親對(duì)雌雄后代的早期影響比較類似,從而補(bǔ)償了雄性遺傳上的不利條件。

馬塔-瓦勒說,“研究基因選擇中的性別差異并不容易,科學(xué)家們首先要衡量適應(yīng)性就是一項(xiàng)極為困難的工作,更不用說幾代之間的不同性別差異性的傳遞。即使在實(shí)驗(yàn)室中也很難得到類似的數(shù)據(jù),研究人員對(duì)果蠅進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的關(guān)注,所以最終才能得到這一結(jié)論。同樣,研究人員也沒有發(fā)現(xiàn)雄性果蠅的適應(yīng)性與其雄性后代有任何關(guān)聯(lián)。雄性無法將自身的適應(yīng)性特征傳達(dá)給雄性后代,很可能是因?yàn)檫@類性別對(duì)抗基因位于X染色體上。”


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