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研究提示性與微生物壓力反應之間存在機械聯系

為什么性如此受歡迎?自達爾文問世以來,為什么有這么多生物體通過性繁殖的問題一直是個神秘的進化生物學家,他寫道:“整個主題還被隱藏在黑暗中”。在《基因組生物學與進化》最近發表的一篇題為《遺傳變異與它有什么關系?饑餓誘導的自體受精提高草履蟲的存活率》的文章中,作者們認為,性與壓力反應的分子機制可能更緊密地耦合在一起。比以前意識到的要多,這為自然界普遍存在性行為提供了新的解釋。

性的存在使生物學家困惑了一個多世紀。與無性繁殖相比,性有幾個缺點。其中最重要的是,每個性生物產生的后代僅是無性個體的一半。例如,如果每個成年人都有兩個孩子,那么兩個無性個體可以產生四個后代,而兩個性個體(一男一女)之間只能繁殖兩個后代。從進化的角度來看,這是驚人的代價,即使不考慮性別的其他不利因素,例如需要尋找伴侶以及這樣做的潛在危險(尤其是如果您是螳螂雄性或黑寡婦蜘蛛) )。

盡管付出了這些代價,性生活還是很普遍的,估計至少有一部分時間,有99%的真核生物(具有核的細胞)有性生殖。這種悖論導致了許多假說試圖解釋性別的普遍存在。根據這項新研究的主要作者,明斯特大學研究小組負責人弗朗切斯科·卡塔尼亞(Francesco Catania)的說法,一個流行的解釋是性別產生了遺傳多樣性,這就是為什么你和你的兄弟姐妹與父母不一樣的原因。有觀點認為,這種遺傳多樣性可能會產生一些更適應變化或惡劣環境的個體。相反,無性繁殖通常產生的后代與父母完全相同。

單細胞纖毛四草履蟲這一觀點提供了一個令人著迷的對立面,因為它既可以進行無性繁殖又可以進行有性繁殖,而這種繁殖顯然不會產生遺傳多樣性(即一種自交)。在其整個生命周期的大部分時間里,草草無性繁殖,每個細胞分裂為兩個。但是,當一個細胞達到性成熟時,每個草履蟲可能會產生兩個相同的性核,類似于精子和卵細胞中存在的核。如果另一個草履蟲不在附近與之交配并交換核,則這兩個核彼此融合。結果是一種性自我受精,可導致子代細胞在遺傳上與其父母相同。因此,在草履蟲中,性繁殖可以與遺傳多樣性的產生脫鉤,這表明該生物體還具有其他潛在的性益處??ㄋ醽?Catania)和他的合著者意識到,這使Paramecium成為了一種獨特的模型,可以在其中研究和潛在地識別這些其他好處。

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