科学家成功解码果蝇孤雌生殖的基因过程

科学家成功解码果蝇孤雌生殖的基因过程为了取得突破性进展，剑桥大学的研究人员在六年时间里对22万多只果蝇进行了研究。为了寻找导致昆虫"孤雌生殖"的基因，研究小组研究了另一种果蝇--丝光果蝇的两个品系。其中一个品系只能进行有性繁殖，而另一个品系却能进行孤雌生殖。通过比较这两个品系的遗传密码，科学家们找出了哪些基因与孤雌生殖有关。他们打开或关闭了相应的基因，使之与黑腹果蝇相匹配，并取得了成功。受试果蝇突然可以进行无性繁殖，尽管它们只能生出几乎是其父母克隆的雌蝇。在研究中，果蝇等待了大约40天（约占其生命的一半）来寻找雄性配偶，当没有雄性配偶时，它们就进行无性繁殖。有趣的是，转基因虫子的所有女儿也都保留了孤雌生殖的能力，不过只有1%到2%的女儿有这种行为，而且是在没有雄性出现的情况下。否则，它们照常交配和生育。剑桥大学研究员、论文第一作者亚历克西斯-斯珀林博士说："我们首次证明可以在动物身上设计出处女产子--看到孤独的雌性果蝇产生一个能够发育到成年的胚胎，然后重复这个过程，真是令人兴奋。"研究人员说，在可以进行有性繁殖的动物中，孤雌生殖的情况极为罕见，但有时也会在长期与世隔绝的雌性动物园动物身上看到。不过，当一些物种面临生存压力时，它们会进化出一种无性繁殖模式。事实上，斯帕林计划利用这项工作，进一步研究为什么世界各地的昆虫--尤其是害虫的孤雌生殖现象开始增多。斯佩林说："如果昆虫害虫的处女生育继续存在选择压力，最终将导致它们只能以这种方式繁殖。"这可能会成为农业的一个真正问题，因为雌虫只生产雌虫，所以它们的传播能力会加倍。斯珀林和她的团队还指出，虽然他们的研究可能是首创，但可能无法应用到其他动物身上。这是因为黑腹果蝇被用于研究已经有一个多世纪了，而且其遗传密码也非常清楚。事实上，通过对该物种的研究，人们可能已经了解了延长寿命、了解零重力对身体的影响、追踪微塑料对健康的影响，以及为消除创伤记忆提供了一种可能的方法。该研究成果已在《当代生物学》（CurrentBiology）杂志上发表。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373735.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373735.htm

这种动物全员雌性 窃取同类精子繁衍 科学家都懵了

这种动物全员雌性窃取同类精子繁衍科学家都懵了亚马逊莫莉鱼，图源：UniversityofTexas随着探索的继续，全员雌性的脊椎动物也积累得越来越多，但是在所有这类动物中，没有一个像钝口螈属的一个全员雌性的谱系蝾螈来的奇怪。钝口螈属有十几个物种，它们普遍分布在北美五大湖区域，全员雌性的这个谱系和其它物种一起生活，但是它会窃取自己同属蝾螈的基因来繁殖，这在所有已知动物是独一无二的繁殖方式，以至于生物学家不得不专门为它创造一个新术语——“kleptogenesis”（基因窃取，我看到有些地方翻译盗癖生殖）。基因窃取者钝口螈是两栖动物，它们的配对方式与青蛙有点像，雄性蝾螈会把自己的精子包裹在一个白色“精囊”里，并将其产在池塘里的树叶、树枝等物体上。然后，雌性根据自己的需求选择最符合标准的“精囊”，并放入自己的泄殖腔中，受精在体内完成，产卵并孵化出后代。这种配对方式给了那些全员雌性谱系的钝口螈机会，它们可以很容易拾取到其它同属物种的遗传物质，但是它们并不会完全利用这些精子。图：钝口螈的精囊很早以前，科学家就了解到，其它钝口蝾螈的精子只是刺激了这些雌性蝾螈产卵，并不会对后代的遗传信息产生影响，它们的后代是通过孤雌生殖的方式复制出来的，所以后代依然全部是雌性。随着研究的继续，科学家发现，通常情况下它们确实只会像其它全员雌性动物一样复制自己，但是有极少数的情况，它们会窃取同属物种雄性的染色体。十几年前（2009年），科学家第一次在这个全雌性谱系蝾螈的细胞中发现了其它同类物种的染色体，这让科学家吃惊不已。全雌性的钝口螈谱系通常拥有三组基因或者称为三倍体（其它正常同类是两组），这是它们只有雌性且孤雌生殖的原因，因为无法完成减数分裂产生生殖细胞（这种谱系通常是两种正常的不同物种杂交突变结果）。然而，有一些个体——也就是我们前面提到的极少数情况，它们拥有更多组基因，而多出的基因组就是来自其它雄性同类的基因。在加入其它雄性同类的基因时，它们的选择其实非常多样化（如下图），可以是加入几种不同雄性的基因组——发现的个体最多加了5个其它物种雄性的基因，当然也可以是一种；除添加之外，它们还可以丢弃自己一组基因，并替换上其它雄性的基因组。图：紫色显示的是其它同属蝾螈的基因组这种钝口螈如何完成这种生殖方式还是一个谜，但是它们并不会一直把其它钝口螈的基因保留在自己的谱系中，通常使用几代就抛弃。另一方面，对于常见的多倍体生物而言，通常会关闭多出的基因组的表达，但是这种钝口螈不会，它们不但获得了其它雄性同类的基因，还将一些基因表达出来了，所以它们是真正的“基因窃贼”。图：这四种钝口螈是它们的窃取对象占据栖息地90%的种群关于这种全雌性的钝口螈，我们前面提到的都是一个谱系，而不是一个物种，这是因为这些蝾螈很难将它们归类为单一物种，因为它们的基因组太多样了，违反了常规物种的定义。但是，这个谱系通过它们这种生殖方式，在自己的栖息地相当成功，你可能想象不到，钝口螈属有十几个物种，而它们的栖息地90%个体都是来自这个全雌性谱系。有性生殖是昂贵的，它消耗时间、精力和资源，所以那些全员雌性或者单性的物种，往往有一个天然的优势——能够高效地占据栖息地。图：大理石纹螯虾不知道大家听说过大理石纹螯虾没，它们也是一种三倍体全雌性的动物，它们通过孤雌生殖的方式不停复制自己，以至于在整个亚欧大陆快速泛滥成灾。然而，任何单性生物都不可能长久，有科学家推算，这类物种不可能存在超过10万年。这是因为这类生物有两个主要的障碍（两个假说）：一个是物种必须继续进化才能在环境、疾病和寄生虫的压力下生存，而无性生殖只能提供极其低效的进化动力，这个被称为红皇后假说。图：泛滥成灾的大理石纹螯虾我们现在别看大理石纹螯虾很嚣张，因为体型巨大，所到之处其它同类完全无法与之抗衡，它们可以迅速占据栖息地并泛滥成灾，但是哪天出现一种专门针对它们的疾病，它们可能就会在极短的时间内消失。另一个是无性生殖会让有害的突变不断积累，最终让整个种群覆灭，这是因为它们本质就是复制自己，任何有害的突变都无法从种群中完全剔除。正是因为这些限制的存在，复杂的单性生物很罕见，很多其实都是像大理石纹螯虾一样是最近才进化（突变）出来的。然而，钝口螈属的这个全雌性谱系可能已经存在600万年了，毫无疑问，“基因窃取技术”是它们成功的关键。它们通过“盗窃”基因来增加自己后代基因的多样性，从而提高生存能力，再通过“抛弃”基因来稳定住单性生殖的优势。这是独一无二的生殖方式，是自然界让人惊喜的部分，真的只有我们想象不到，没有生物完成不了。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422337.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422337.htm

新研究揭开了裸鼹鼠超强生育能力的秘密

新研究揭开了裸鼹鼠超强生育能力的秘密今天（2023年2月21日）发表在《自然-通讯》杂志上的一项新研究，揭示了赋予啮齿类动物看似永恒的生育能力的独特过程，这些发现最终可能指向人类生殖的新出路。"裸鼹鼠是最奇怪的哺乳动物，"主要作者MiguelBrieño-Enríquez博士说，他是Magee-Womens研究所和匹兹堡大学医学院产科、妇科和生殖科学系的助理教授。"它们是最长寿的啮齿动物，它们几乎不会得癌症，它们不像其他哺乳动物那样会感到疼痛，它们生活在地下殖民地，而且只有女王可以生孩子。但对我来说，最令人惊奇的是，它们从未停止生孩子--它们的生育能力不会随着年龄的增长而下降。我们想了解它们是如何做到这一点的。"米格尔-布里尼奥-恩里克斯，医学博士，马吉-妇女研究所和匹兹堡大学医学院妇产科和生殖科学系助理教授。资料来源：MiguelBrieño-Enríquez对于大多数哺乳动物，包括人类和小鼠，雌性动物出生时拥有有限数量的卵细胞，这些卵细胞在子宫内通过一个称为排卵的过程产生。由于这种有限的卵细胞供应随着时间的推移而耗尽--一些在排卵期间被释放出来，但大多数只是死亡--因此生育能力随着年龄的增长而下降。相比之下，裸鼹鼠的女王可以在年老时继续繁殖，这表明这种独特的啮齿动物有特殊的过程来保存它们的卵巢储备并避免生育能力减弱。研究人员比较了裸鼹鼠和小鼠的卵巢在不同的发育阶段。尽管它们的体型相似，但小鼠最多只能活4年，并在9个月时开始显示出生育能力下降，而裸鼹鼠的预期寿命为30年或更长。他们发现，与小鼠相比，裸鼹鼠雌性有特别多的卵细胞，而且这些细胞的死亡率比小鼠低。例如，在8天大的时候，一只裸鼹鼠母鼠平均有150万个卵细胞，大约是同龄小鼠的95倍。最值得注意的是，该研究发现，裸鼹鼠的卵子发生是在产后。卵子前体细胞在3个月大的动物中积极分裂，而这些前体在10岁的动物中也被发现，这表明卵子生成可以在它们的一生中持续进行。康奈尔大学兽医学院教授NedPlace，博士，医学博士。资料来源：康奈尔大学"高级作者、康奈尔大学兽医学院教授NedPlace博士、医学博士说："这一发现非同寻常。"它挑战了近70年前确立的教条，即雌性哺乳动物在出生前或出生后不久被赋予有限数量的卵子，此后没有对卵巢储备进行任何补充。"裸鼹鼠生活在由几十到几百个个体组成的群落中。像蜜蜂或蚂蚁一样，群落成员分工合作，包括提供防御、挖掘隧道、照顾幼崽和收集食物。群体中只有单一的优势雌性可以繁殖，而且它抑制其他雌性的繁殖，以保持其女王地位。Brieño-Enríquez解释说："与蜜蜂或蚂蚁不同，雌性裸鼹鼠不是天生的女王。当蚁后死亡或被赶出蚁群时，从属的雌性就会竞争，以取代她的位置，并变得有生殖能力，也就是说，任何雌性个体都可以成为女王"。为了进一步了解这一过程，研究人员将3岁的雌性从蜂群中移出，以促使生殖激活，并将这些新王与从属雌性进行比较。他们发现，非繁殖的从属雌性在其卵巢中同样有卵子前体细胞，但这些细胞只有在过渡到女王地位之后才开始分裂。"这很重要，因为如果我们能弄清楚它们是如何做到这一点的，我们也许能开发出新的药物目标或技术来帮助人类健康，"布里尼奥-恩里克斯说。"尽管人类的寿命越来越长，但更年期仍然发生在相同的年龄。我们希望利用我们从裸鼹鼠身上学到的东西来保护生命后期的卵巢功能，延长生育能力。但卵巢不仅仅是一个婴儿工厂，卵巢健康影响着癌症风险、心脏健康，甚至是寿命。对卵巢的更好理解可以帮助我们找到改善整体健康的方法。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345587.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345587.htm

研究发现有袋动物比人类"进化得更多"

研究发现有袋动物比人类"进化得更多"这一发现在发表于《当代生物学》的一篇新论文中进行了概述。研究人员研究了22个目前活着的物种的发育阶段，以帮助构建一个最能解释现在存在的变化的时间线。从那里，他们使用3D微型CT扫描来揭示我们以前不知道的额外变化。通过观察有袋动物与1.6亿年前的共同therian祖先的比较，研究人员说，有袋动物的头骨发育放缓并发生了变化。有袋动物的分娩方式--在许多人看来不如妊娠期更长的胎盘类分娩--并不简单，他们发现这实际上是一种更专门的发育类型，从而显示出有袋动物的进化已经取得了多大进展。此外，他们发现，有袋动物的发育方式实际上比人类和其他胎盘发育的哺乳动物的发育方式变化要大得多。因此，有袋动物的进化过程与其他哺乳动物完全不同，可能使它们成为地球上进化程度最高的哺乳动物。然而，这项研究还远未完成。研究小组只能观察到22个不同的物种，这意味着还需要做更多的研究，以便更大幅度地支持这些发现。由于缺乏这些生物的早期发展实例，他们在如何估计祖先状态方面也有一些限制。尽管如此，这是一项耐人寻味的研究，因为许多人都认为人类的进化是进化的巅峰成功，人类是进化的中心点。然而，正如科学家们所指出的，这不是进化的工作方式。它适用于所有的事物，而不仅仅是人类，而有袋动物的进化似乎以某种方式拔得头筹。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363265.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363265.htm

像极了野兔的巴塔哥尼亚豚鼠：表达爱意时竟然互相滋尿

像极了野兔的巴塔哥尼亚豚鼠：表达爱意时竟然互相滋尿雌雄双方，感情甚笃，但奇怪的是，它们很少有身体接触，在繁殖期，时不时还会互相在对方身上“撒尿”。这就让人很难理解了，它们如此相爱，为什么要这么做呢？难道是用尿液来表达爱意吗？兔子？老鼠？袋鼠？巴塔哥尼亚豚鼠，体型不算小。体长70cm左右，体重可达16公斤。一直以来，它都被认为是一种长相怪异的动物，有人看到它的照片，甚至认为它是P出来的。看它的头，像一只兔子：换个角度看，又像是袋鼠：再看这张图片，感觉有点像驴子其实，这是原产于阿根廷的啮齿动物，属于豚鼠科，体型最大的啮齿动物水豚，也是豚鼠科的。它这种“四不像”的长相，主要是因为它有一对长长的大耳朵，和大野兔的耳朵很相似。然后四肢也很长，尤其是后肢，比前肢更长，肌肉也更发达，当站立或者行走的时候，乍一看和一些有蹄类动物很像。除了奔跑行走，它还会跳跃。跳起来和袋鼠兔子差不多，后肢折叠接触地面，奋力一跃，可跳1.8米高。奇葩的繁殖爱好巴塔哥尼亚豚鼠是一夫一妻制的，而且是终生为伴那种，除非有一方死去，另一方才会更换伴侣。有的巴塔哥尼亚豚鼠比较极端，伴侣死后，选择孤独终老。雌雄双方的家庭责任很明确，雌性花更多的时间来负责生育孩子，而雄性一天中的大多时间，就是围着伴侣。雌性到哪里，雄性就跟到哪里，随时做好安保工作。这种关系看起来非常和谐，但日常接触中，它们很少有身体触碰，只有寒冷的时候，或者要生孩子的时候，才会靠在一起。更奇葩的是，雄性总是会在雌性身上撒尿，雌性也会用尿尿回应。有科学家观察到，雄性会突然后肢站立起来，然后向雌性臀部“泚尿”，此时，雌性也会立刻做出反应，往雄性脸上喷尿液。这难道是它们表达爱意的方式吗？只能说是，也不是。因为雄性尿尿，是为了保护雌性免受其他异性的骚扰，按照人类的思维来看，这就是一种占有，它还会在雌性周围“涂抹”粪便和摩擦肛门腺，表明：这是我的领地，我的伴侣！而雌性尿尿，其实是一种保护自己的反射行为。在不接受的情况下，雌性会泚尿拒绝雄性。巴塔哥尼亚豚鼠的繁殖期很短，一年也只生育1胎，每胎只生2-4个，对标其它啮齿动物，这个生育率是很低的。近年来，由于环境因素的影响，这种动物的栖息地不断减少，如今数量岌岌可危，数量只有原来的30%，属于近危物种。唯一值得庆幸的是，人们很喜欢这种动物，有的国家允许作为宠物饲养，在某种角度来说，也是保护巴塔哥尼亚豚鼠的一种行为。最后总的来说，动物界的繁殖策略无奇不有！有违常理的是海马，它们是雄性海马负责“怀孕生子”，以及养育后代；比较残忍的是螳螂和蜘蛛，交配之后，就会吃掉另一半；而孔雀流行“雄竞”，雄性羽毛越漂亮，越容易吸引异性；更夸张的是，有的动物，例如爬行动物，在没有雄性的情况下，也能独自完成孤雌生殖。它们的恋爱观，是不是很难理解？但这些都是真实存在的，而且经过了大自然的考验，说明这些策略是有效的！...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423329.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423329.htm

在那么多的猫科动物中 为啥祖先只驯化了猫？

在那么多的猫科动物中为啥祖先只驯化了猫？首先，与许多人想得不一样，任何动物的驯化都不是我们祖先的独特决定，或者说并不是我们组觉得某种动物好，就选择驯化它们。生物的驯化是由该物种与人类之间特别强烈的生态互动决定，简单地说就是，一种生物和人类因为某些事情有了非常强烈互动，它才有可能被驯化。家猫当然如此，并不是人类祖先选择了它，而是猫在过去和人有了强烈互动，然后自己就被驯化了。根据一些推测，过程大概是这样的：大约一万多年前，当人类第一次建立永久定居点时，猫就开始驯化自己了。农业取代狩猎采集成为主要的食物来源，这意味着早期人类定居点的人们需要在秋天储存粮食，以免挨饿。不幸的是，这导致了另一个问题：啮齿动物被谷物吸引并大量袭击粮仓。非洲野猫则被人类居住地中的啮齿动物吸引，它们主动去抓这些啮齿动物享用。与此同时，人类意识到，这些野猫不仅在消灭啮齿动物方面非常高效，而且对谷物本身毫无兴趣！这意味着，早期人类通过反复试验改进耕作方法的艰难岁月里，猫拯救了许多人的生命——如果没有猫人类拿老鼠没办法。为了鼓励猫留下来，人类为这些野猫提供额外的食物（肉）、住所和保护。经过许多代，与人类一起生活的猫寿命更长、吃得更好、繁殖更成功，并最终在基因层面上发生改变，成为一个新的物种，也就是我们今天所熟悉的家猫。这就是家猫驯化的简单故事。不过，你会发现猫与犬有着巨大的差别，许多犬总是点头哈腰的样子，而几乎所有猫总是高傲的样子。这是因为猫在杀死啮齿动物方面已经非常出色，而这正是我们需要它们做的工作，所以人类不需要像培育犬那样刻意培育猫，以创造出具有不同功能的猫品种。人类培育犬是为了拉雪橇、守卫领地、在狩猎期间驱赶猎物、帮助放牧羊群、追踪气味踪迹等等，完全不同的功能。但是猫呢？它们只需要杀死老鼠。图：豹猫化石，从牙齿可以判断它们被投喂现在，还有一个问题，为什么其它猫科动物没有这样做——去人类定居点附近捕捉老鼠？其实，这里又和很多人想得不一样！确实有很多猫科动物因为与人类相同的生态互动被单独驯化，唯一奇怪的地方是只有非洲野猫（家猫祖先）被留了下来。现代家猫被认为是在10800年前的中东附近被驯化的，但是也有明显5000年的中国也驯化过一种猫科动物。这种猫科动物叫做豹猫（Prionailurusbengalensis），它是一个完全独立的驯化事件，很明显它并没有留下来，而且它和家猫可能存在生殖隔离，在现代家猫基因中并没有豹猫的影子。科学家推测，因为全球贸易的存在——很可能是因为丝绸之路，家猫被带到了中国，从而导致豹猫被完全取代。至于为什么豹猫会被家猫取代，现在没人知道其中发生了，可能只是觉得外国来的猫比较时髦，从而结束了豹猫的驯化之路，也可能是因为家猫的品质确实比豹猫好太多了。豹猫只是人们已经知道的猫科动物驯化的另外例子，而不知道的例子可能还有更多，但结果就是它们都被现代家猫取代了。所以，并不是人类祖先只选择驯化一种猫科动物，而是多种猫科动物因为相同的生态互动选择了人类，但最终只有一种留了下来。最后如今我们已经不再那么依赖猫来对抗啮齿动物，但人类与猫的故事还没有结束，可能永远也不会结束。因为这种毛茸茸的，很可爱的，抚摸时会发出讨喜的声音的动物，非常让人放松，给人带来情绪价值相当高。参考：[1].https://www.popsci.com/cats-may-have-been-domesticated-twice/...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432832.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432832.htm