@ 2015.05.25 , 19:55
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史前口袋鹿,染色体比果蝇还少

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今天让我们来认识一下麂(这个世界上最有趣的鹿。它只有一只狗差不多大小,是最古老的鹿。它有鹿角但打架的时候却用獠牙,甚至会大声吠叫来吓敌人。不过它最有趣的还不是这些,而是它的染色体比地球上所有哺乳动物都少。

麂最常见的一个种类是印度的赤麂,它们的雌性只有6条染色体,雄鹿只有7条,比有8条染色体的果蝇还少。你可能想知道这个史前口袋鹿是如何携带着如此少的染色体灭绝的,以及它是如何靠着它们曾经生存着的。而事实是,科学家们有强有力的解释证明它们是如何在进化过程中染色体越变越少的。而我们也刚刚发现,有的生物体似乎会从染色体重组而不是每个DNA固守自己阵地获益。

那么,印度赤麂是如何演化到现在只剩几条染色体的,这有没有可能会让我们更好理解进化的意义?大多数染色体顺序融合了。首先,这是个非常罕见的事件,不过并不完全是因为它而导致赤麂的染色体损失。

染色体数量从几十条变成一点点

一般来说,每种动物物种都有数目相同的染色体,也被称为染色体组型。人类一共有46条染色体(23对,一半从妈妈那继承一半来自爸爸),有些哺乳动物比如红兔鼠的染色体最多能翻倍到102条。麂根据种类最多能有46条染色体,最少的只有6/7条。

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(四种哺乳动物的中期染色体,a.印度赤麂2n=6,7.b.兔鼠2n=102,c.西伯利亚獐鹿2n=70 +1-14 B,d.外高加索雌鼹鼠2n=17)

在麂存在的长久历史中的某个时期,它们的两条染色体在配子(精子或卵子)中末端相互融合在了一起,最终形成了染色体较少但更粗的后代。而在漫长的进化过程中,这些融合的染色体许多成功地流传了下来,导致现代的印度赤麂的染色体组型只有6、7条。

你可能会问了,少了染色体对它们的DNA没有伤害吗?它们是如何用越来越少的染色体繁殖幸存下来的?

尽管有时候染色体在遗传时出错会导致很严重的后果(其中最著名的就是唐氏症),但是染色体融合却没有害处。德克萨斯理工大学生物学副教授David Ray介绍说,如果你把染色体想象成信息集合形成的书本,那你就会理解为什么染色体融合是无害的了。如果一条染色体是一本书,那染色体融合就是把两本一个系列的书按顺序对齐摞在一起。它们记录的信息全都还在,并且阅读顺序也没错乱,只不过是变成了一体而不是分成两部了而已。

其实,许多物种都发生过染色体融合,只是很少会少得像赤麂一样。我们人类现在是46条染色体,但是我们的“亲戚”灵长类动物有48条染色体。数百万年前,一次两个灵长类动物的染色体融合创造了人类的2号染色体。

人类和黑猩猩可能是从1000万多年前开始分家的,由于染色体融合,人类的染色体比它们少。只不过赤麂的祖先在十分之一的时间里就融合了二十条染色体,速度快一点。那么问题又来了,为什么赤麂的染色体融合速度会加速这么多呢?

有粘性的染色体可能导致了麂过度进化

虽然我们早在40年前就知道了赤麂的染色体变化是因为融合,而只在DNA测序技术变得更加成熟时,才最终解释了为什么被融合的染色体会这么多。首先,麂的染色体端粒有独特的DNA序列积极激励DNA进行重组或混合。这样会让它的染色体端粒相对其他哺乳动物的来说粘性更强。

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此外,亚洲还在不断地发现新的麂种类,每一种都有自己独一无二的染色体组型。从上世纪80年代末和90年代,我国、越南和缅甸就出现了大量新型麂(1988年,贡山麂;1994年,越南大麂;1997年,安南赤麂;1999年,叶麂),是20世纪所有哺乳动物中新种类出现速度最快的。有趣的是,它们的染色体融合方式似乎完全和印度赤麂不同,有些降到不到10条的,排列的序列也不一样。在了解过前面这些之后,看到这个结果也没什么好惊奇的了,毕竟它们的染色体端粒粘性比其他动物更强,融合速度自然也更快。

除了这些有记载的融合之外,像Ray这样的专家也只能推测而不能确定染色体融合对新物种是有利的。

他说:“你可以把拥有较少染色体看做是一个优势,因为这会让细胞分裂变得更简单。但相对的,染色体出错也是正常的,有时就是出现在细胞分裂的过程中。丢失携带信息量较少的小染色体对细胞的打击会更小。”

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本文译自 io9,由译者 小笨 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 23+1

  1. sherlockjump
    @2 years ago
    2804343

    果蝇:怪我咯?

    [35] XX [3] 回复 [0]
  2. 2804344

    所以它的名字是鹿几?广东人吧?

    [10] XX [15] 回复 [0]
  3. 额呵呵
    @2 years ago
    2804358

    听说人类的dna碱基数还没有某些植物的多。。。也就是说人类的代码都是精简的

    [17] XX [2] 回复 [0]
  4. 2804359

    论数据库优化与数据容错间的关联

    [81] XX [0] 回复 [0]
  5. biglao
    @2 years ago
    2804366

    染色体都用来进化了。用完了就该灭绝了

    [4] XX [13] 回复 [0]
  6. 唐小豆
    @2 years ago
    2804367

    蛮有趣的,第一次觉得进化就在身边
    以前都是物种灭绝就在身边

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  7. 箭羽落
    @2 years ago
    2804374

    东南都有吧,我这边叫麂子,长獠牙的那种,现在山上还有的,只是很难找

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  8. 没吃早饭
    @2 years ago
    2804386

    一个程序员把自己的程序不断整合整合,最后搞得没人想接手了,太乱来了,程序就死了。

    [52] XX [0] 回复 [0]
  9. 不正常
    @2 years ago
    2804390

    染色体是啥

  10. MazzyRyan
    @2 years ago
    2804395

    我想知道为什么会有奇数条染色体的哺乳动物,甚至雌雄性别染色体数量不同,它们在减数分裂时如何联会?

    [11] XX [2] 回复 [0]
  11. 2804397

    但都已经灭绝了

  12. 路人A
    @2 years ago
    2804412

    中国的也面临灭绝了

  13. 小心炸弹
    @2 years ago
    2804457

    女士你好,我这里有一条祖传的染色体想送给你

    [23] XX [3] 回复 [0]
  14. 陈年铈
    @2 years ago
    2804468

    @MazzyRyan: 说一些我自己的理解吧,仅供参考。
    首先奇数条染色体的存在是合理的,生物界有类似例子,比如蚂蚁和蜜蜂,虽然这两种都不是哺乳动物,不过既然这种现象能在别的动物身上出现,为什么就不能在哺乳动物身上出现呢?
    其次是减数分裂联会的问题,假设麂的性染色体雌性两条,雄性三条(记为1,2,3),那么雄性的性染色体联会时:三条中的任意两条发生联会(假设为1,2)3未联会,减一分裂时初级精母细胞分裂为两个子细胞(记为A,B),1,2均匀分到两个子细胞内,3随机分到某个子细胞内(假设为A细胞)。受精时如果A细胞与卵细胞结合,则该胚胎含有7条染色体,为雄性;若B细胞与卵细胞结合,则该胚胎含有6条染色体,为雌雄。
    怕讲不清楚所以絮絮叨叨了很多…姑且一看吧

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  15. 拜一刀
    @2 years ago
    2804478

    代码简介之道

  16. 2804492

    其实我们体内大部分DNA都是不必要的,它们都是一些识别码,例如产生对抗食物毒性的效果,用来让病毒以为我们是同类而不攻击我们,或者识别病毒进行抵御,就和杀毒软件是一样一样的。

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  17. 三不
    @2 years ago
    2804498

    我只知道这玩意好吃。

  18. 费孛沓
    @2 years ago
    2804585

    毕竟DNA的编码原则是能执行并存活就行,对长度和效率并无严格规定。

  19. FlyerT
    @2 years ago
    2804600

    玩摄影的应该都知道麂吧 麂皮是擦镜头的极品

  20. 电池哥的姥爷
    @2 years ago
    2804624

    @FlyerT: 麂皮只是一种制革方式的名称,就像翻毛、磨砂、漆面……一般是用羊皮或者狗皮做的。当然,最初确实是从麂子的皮革演化来的。

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  21. 神奇约翰尼
    @2 years ago
    2804695

    好多人都吃过这货吧…

  22. 辐射菠菜
    @2 years ago
    2805450

    这不是 狍子 么

  23. 大肠杆君
    @2 years ago
    2806932

    @小心炸弹: 这难道不是”我艹你妈”的意思么
    正确表述:”我有一些祖传的染色体要送给你的孩子(们)”

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