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一场乌龙 科学家竟让两条活化石鱼杂交出全新物种(图)

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发表于 2020-7-21 08:42:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 casper 于 2020-7-21 08:44 编辑

英国那些事儿

话说,我们或多或少听说过一些杂交物种,例如狮子和老虎孕育出来的后代狮虎兽(Liger)…



马和驴产生的杂交后代骡子…



这一些杂交动物的出现,大家也都见怪不怪。毕竟狮子和老虎同属猫科动物,马和驴也是生物学上的亲戚,共同的祖先并不是太遥远。

然而一年前,匈牙利生物学家闹出意外的一场实验,却震惊了生物学界:一条雌性俄罗斯鲟鱼(Russian sturgeon),和一条雄性美国匙吻鱼(American paddlefish),两种上亿年间都没有任何交集的“活化石鱼”,却在一场实验中意外产生出了共同后代。更让人震惊的是,这场实验,是在科学家原本设定双方不能产生后代的前提下才进行的,结果,却意外孕育生了一批史无前例的杂交鱼——sturddlefish…

sturddlefish



俄罗斯鲟鱼通常生活在东欧,西伯利亚,以及中东的海床,湖泊和河流里,是一种存在了上亿年的远古鱼类,是鱼子酱的来源之一,野生种群是全球濒危物种。



美国匙吻鱼只生活在美国的河流里,同样是一种远古鱼类,分布的区域非常单一,在美国之外的任何地区都看不到它们的踪影。



单从外形上看,两者差异还是相当大的。美国匙吻鱼,俄罗斯鲟鱼,以及我国中华鲟,在今年早些时候均被列入“严重濒危物种名单”,被认为是“比世界上任何其他物种都要濒危”的种群。

也因此,研究这几种濒危远古鱼类的繁殖,便成了各国科学家最重视的课题。一年多以前,匈牙利科学家启动了一项俄罗斯鲟鱼的繁殖计划,这次实验的繁殖办法采取的是雌核发育(gynogenesis),是一种被称为“假受精”的无性繁殖方式,它的原理是:找一种雄鱼提供精子,用来给雌性俄罗斯鲟鱼授精,但雄鱼的精子只用于激活受精卵,其DNA却并不进入受精卵的细胞核,受精卵的细胞核(遗传信息)全部来源于雌鱼。

俄罗斯鲟鱼



可以说,雌核发育的繁殖方式里,雄鱼就是一个提供精子用于激活的“工具鱼”,自己的DNA完全不能遗传给雌鱼的下一代。既然雄鱼只负责提供精子,匈牙利科学家们便想到了美国匙吻鱼,因为美国匙吻鱼和俄罗斯鲟鱼虽然有共同的祖先,却早在1.84亿年前就分开进化了(狮子和老虎在5500万年前才分开进化)。两种鱼分别演化出了各自不同的生理特征,进食方式和生活习性,也生活在两片完全没有交集的栖息地。

在匈牙利科学家的预想中,上亿年的隔离,美国匙吻鱼和俄罗斯鲟鱼不可能产生后代,那么由雄性美国匙吻鱼来充当的“工具鱼”再合适不过了——它的精子既能成功激活俄罗斯鲟鱼的受精卵,又不至于产生后代影响雌核发育的实验结果,简直是完美的“精子提供者”。

美国匙吻鱼



令科学家们万万没想到的是,实验出现了令人震惊的意外…

据项目组科学家Miklós Bercsényi博士介绍,有一天,一位同事一脸惊慌地跑过来告诉他,俄罗斯鲟鱼的卵和美国匙吻鱼的精子接触后,竟然受精成功,还发育到了胚胎状态…Bercsényi瞪大了眼睛:“不可能,隔绝了上亿年的两种鱼,怎么会……”

Bercsényi博士



带着疑惑,Bercsényi赶紧组织人手做了重复实验,结果让他大吃一惊,美国匙吻鱼的精子和俄罗斯鲟鱼的卵真的成功结合,不但发育成了胚胎,最后还生出了小鱼……这些出生的小鱼慢慢长大,它们有一些长着长长的像美国匙吻鱼一样的口鼻部,有的身上却又长着像母亲俄罗斯鲟鱼一样的鱼鳍。总之,这些小鱼有的像美国匙吻鱼多一点,另一些则更像俄罗斯鲟鱼。

研究人员对这些小鱼做了DNA分析,证实它们是的确是包含了两种鱼DNA的杂交品种。于是,研究人员将这种史上从未出现过鱼起名为sturddlefish…



sturddlefish繁衍出来一年后,大约有100条存活了下来,它们发育得很好,一直在茁壮成长,据Bercsényi估计,不出意外,这批sturddlefish很可能存活100年之久。不久前,Bercsényi和项目组成员将这场实验导致的意外杂交写成论文,发表在了《基因》期刊上。

两个在进化链上分开了1.84亿年的古老鱼类,如今居然意外生出了杂交的后代,这让生物学界震惊的同时,也改变了人们对杂交生物的认知。虽然结果意外,但生物学家们还是分析出了情理之中的原因:一切,都因为两种鱼的进化实在是太慢了…

从1.84亿年前分开,美国匙吻鱼和俄罗斯鲟鱼都各自进化得无比缓慢,和它们共同祖先相比,它们很多方面其实并没有特别大的改变。上亿年的微小变化,导致了两种鱼虽然生活在相隔万里的区域,但彼此的基因依然具有兼容性,从而得以产生后代。



同时也说明,美国匙吻鱼和俄罗斯鲟鱼这两种古老鱼类之间的差异,远不如过去人们想象的那么大。

不过,据科学家们介绍,虽然意外诞生了一大批sturddlefish,但和很多杂交鱼一样,它们也不能再产生后代,作为新一批的鱼中“骡子”,科学家们不打算再将它们繁殖下去。毕竟,这个实验中的意外,终究不能解决美国匙吻鱼,俄罗斯鲟鱼以及中华鲟面临的濒危局面,科学家们还得继续探索这些“活化石”鱼类的繁殖问题…
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