长期孤雌生殖的Timema竹节虫仍保留X染色体剂量补偿和减数分裂失活机制,挑战无用功能必然退化的预期。

Timema属无翅竹节虫的一些物种,约100万年没有进行有性生殖,是已知维持无性繁殖时间最长的昆虫之一。雌虫通过孤雌生殖让未受精卵发育,无需雄性参与。研究人员原以为,与雄性和有性生殖有关的基因调控系统失去选择压力后,会逐渐退化。
重点之一是X染色体剂量补偿。雄性和雌性的X染色体数量不同,若不调节,X染色体基因的表达量就会失衡。许多动物因此拥有补偿机制,使不同性别获得合适的基因产物。长期无性生殖的物种几乎不用处理正常雄性的染色体配置,这套系统看起来像昂贵而无用的遗留物。
研究团队比较多个Timema物种的基因表达,并检查偶尔出现的罕见雄性。结果发现,剂量补偿没有按预期衰退,在这些雄性体内仍能正常工作。与减数分裂性染色体失活有关的机制也保留了下来。后者会在形成生殖细胞时调节性染色体活动,同样与有性繁殖密切相关。
发现说明,选择压力放松后,生物功能未必迅速消失。一个系统可能因为与其他重要过程相连、退化突变尚未积累,或维护成本很低而长期保存。100万年在人类尺度上极长,但未必足以清除所有不再频繁使用的复杂调控网络。
现有报道没有给出物种数量、样本量、具体基因、效应量和统计检验,也没有说明罕见雄性数据有多少。因此,功能仍在不等于系统完全没变化,只能说明它尚未失去主要作用。结论也来自特定Timema物种,不能直接推广到所有孤雌生殖动物。
原文:https://phys.org/news/2026-08-million-years-sex-erase-insects.html