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性和夜来香  

2015-01-18 22:51:03|  分类: 动植物园 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    霍利斯特在多伦多米西索加大学生物系和多伦多圣乔治大学生态学

       &生物进化学系工作时完成了这一研究。他说:“通过这些发现,我们有可能明白世界上众多不同物种都要经历有性繁殖这一艰苦过程的原因。”
    这项研究最近在《分子生物学和进化》杂志在线发表,作者是霍斯利特以及他的指导者——多伦多米西索加大学的马克·约翰逊教授和多伦多圣乔治大学的斯蒂芬·莱特教授。霍斯利特现在是纽约石溪大学的助理教授。
    几十年中,进化生物学家发现有性繁殖是个悖论。从数学角度来看,无性繁殖似乎更有意义。每一个生物体——不仅仅是某种生物群的一半成员——都可以繁殖后代,而且每个生物体所有的基因都可以传递给下一代,而不像有性繁殖的后代继承了亲代各自50%的基因。
    无性繁殖没有考虑过一个关键的问题,随着时间的推移有害基因变异会累积。每一类物种在产生下一代时,自然会产生基因变异。当物种进行有性繁殖时,它们的基因会通过多种方式进行分离、转移、重组,所以每一个后代除了自然出现基因变异外,并没有接受它们亲代全部的基因变异。然而,在无性繁殖过程中,物种会将亲代现有的基因组当作一个整体,全部复制,有效的克隆自己。因此,它们会传递一代代累积下来的自然基因突变。
    “随着时间的推移,无性繁殖导致了有害基因突变的发展;这被称为缪勒氏齿轮。”霍利斯特说,“物种的平均适应度会降低。较之有性繁殖的生物,它们在生态舞台中的竞争力较弱,所以它们灭绝的概率就增加了。”
    霍利斯特表示,夜来香种群是研究性的演化重要性的一个理想体系,因为这个属中大约30%的物种都演化成了无性繁殖,每一个时期都有一种。多伦多大学的研究人员有1,000株植物的转录组工程以及中国深圳华大基因研究所的排序帮助。在阿尔伯塔大学甘恩·卡—舒望的带领下,这些研究人员对30对物种进行了调查。 
    其中一类物种是有性繁殖;另一类是无性繁殖。在进化过程中,一些无性繁殖的物种比其他物种出现的晚,所以研究人员有机会见证随着时间推移无性繁殖的效果。
    “我们的发现实际上就是我们基于理论做出的预测。”霍利斯特说,“我们的研究的影响力在于我们调查了多种物种在不同时期的变为无性繁殖的这一独立转变现象,我们能够在目前种对中的遗传变异过程中留下简单的一笔。”
    多伦多米西索加大学生物系的约翰逊教授说这项研究进一步揭示了性的悖论。
    “无性繁殖要付出的重大代价是有害基因变异的积累。这项研究是这一理论的首个可靠的遗传方面的证据,”约翰逊教授说,“这项研究让我们能够揭开一角‘性这么普遍的神秘面纱’:性对健康有益,至少对植物的健康有益。”
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