探密新物種是怎么形成的,如何生存?

作者:一一奇聞 目錄:科學探索  時間:2020-07-10 

  新物種的形成與起源,新物種是怎樣形成的,新物種的簡要定義為生物進化的實質過程中所發生的突變以及自然的選擇,或許至今人類也能明白物種起源這一深奧的課題原文www.qiwen.tv。

  雖然達爾文給自己的書起名為《物種起源》,但他并不能解釋物種究竟是如何形成的,他把這稱為“迷中之謎”。而在一個半世紀之后,兩群動物是通過什么機制變得基因不相容的,依然是生物學上最大的難題。我們明白達爾文的加拉帕格斯群島地雀由于被分離到不同島嶼上,漸漸適應不同環境,產生生殖隔離,從而演化成了不同的物種。然而,很難解釋的是,在沒有被物理隔離的種群中新物種也會迅速產生。而令人驚訝的是,一個名字乏味的基因Prdm9,可能掌握了物種形成的關鍵。

  1974年,當時的捷克斯洛伐克遺傳學家基里.弗瑞(Jiri Forejt) 在雜交兩個小鼠亞種時,發現可能有一個未知的基因與生殖隔離有關。到了21世紀,弗瑞和同事終于在小鼠第十七號染色體上鎖定了這個導致生殖隔離的基因-Prdm9。與此同時,英國牛津大學生物學家彭廷(Chris Ponting)正在尋找給予人類獨特性的基因,他認為應該就是人類基因中變化最快的那個。這個基因恰恰也是Prdm9,而它在整個動物界都是以極高的頻率進化著。

探密什么是新物種以及新物種是怎么形成的

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  彭廷的研究似乎進了死胡同,但弗瑞的小鼠基因卻顯得越發有趣了。沒有任何基因演化的目的會是讓生物不育,Prdm9在雜種不育中所起的作用理應是它正常功能的副產品。很快,另外一個方向的研究揭示了Prdm9基因的真正功能。

  當生物產生精子或卵子的時候,染色體會配對并交換部分DNA片段,使得繼承自父母的基因發生重組。而研究發現,重組DNA片段的位置并非隨機,多數都在特定的“熱點(hotspots)”上。英國牛津大學的統計遺傳學家吉爾.邁克維恩(Gil McVean) 發現,約40%的熱點都有一個相同的含十三個堿基的DNA序列。他還發現,可能是一種鋅指蛋白激活了重組熱點,觸發了重組。而后來的研究證實編碼這種鋅指蛋白的基因正是Prdm9。

  基因重組的時候有時會抹掉原來的熱點,而Prdm9變異后會為基因重組制造新的熱點。在幾百上千代的遺傳過程中,基因組中的熱點一直是在不停變化的。而有著不同的Prdm9基因的個體,基因重組時的熱點也是不同的原文www.qiwen.tv。

  多數研究者認為,就是這個指定DNA交換位置的功能,使得Prdm9導致某些組合的卵子和精子不親和。然而困難在于,沒有明顯的理由可以解釋為什么基因重組熱點不同的個體在生殖上是不親和的。小鼠雜種不育的確與Prdm9有關聯,但在其他生物身上Prdm9是否和不育有關也還沒有相關證據。研究者正致力于研究小鼠的Prdm9和其他基因的相互作用,從而最終搞清楚Prdm9和生殖隔離的關系。   

  如果最終證實Prdm9確實是導致生殖隔離的基因,那么它就會成為解開新物種如何形成,這個達爾文的“迷中之謎”的鑰匙,當之無愧的演化x因素qiwen.tv。

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