秀麗隱桿線蟲 竟是雌雄間性方式繁殖 打印頁面

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(jìn)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(dòng)物(包括人類和其它哺乳動(dòng)物)使用一種特殊染色體性鑒別系統(tǒng)——雌性擁有兩個(gè)X染色體，而雄性擁有一個(gè)X染色體和一個(gè)Y染色體。目前，美國密歇根州大學(xué)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(xué)的研究同事在《進(jìn)化》雜志上發(fā)表的最新研究報(bào)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(jìn)行繁殖。

另一方面，對(duì)于一些爬行動(dòng)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(dòng)物不能進(jìn)行繁殖，那么與性別有關(guān)的基因突變將變得非常危險(xiǎn)。

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(rèn)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(shí)很快被自然選擇所淘汰。相反，有證據(jù)表明這些基因進(jìn)化非常快，并在物種之間產(chǎn)生很大的分歧。在性別決定的中間進(jìn)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(gè)染色體性決定系統(tǒng)：多數(shù)個(gè)體的染色體是XX，它們是可以自受精繁殖的真實(shí)雌雄同體，但也可以和擁有一個(gè)X染色體的雄性進(jìn)行異性交配，并發(fā)育形成雄性生殖腺。美國密歇根州大學(xué)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(xué)的研究同事使用進(jìn)化實(shí)驗(yàn)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(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，在較低溫度下，秀麗隱桿線蟲進(jìn)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(huì)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(huì)形成雌雄間性個(gè)體。這種雌雄間性個(gè)體兼具雄性和雌性特征，很難進(jìn)行繁殖。

之后錢德勒和同事使用低生育能力的雌雄間性個(gè)體繁殖了50代，在這個(gè)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(jìn)行識(shí)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(dòng)物兼具兩性特征，圓形尾尖的個(gè)體時(shí)常攜帶著卵。

在實(shí)驗(yàn)?zāi)┢?，盡管處于之前產(chǎn)生雌雄間體的適中溫度，所有實(shí)驗(yàn)個(gè)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(dòng)物在性決定基因表達(dá)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(jī)制進(jìn)行補(bǔ)償?shù)窒?，很可能存在許多差異性。”

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