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小龙虾突变失控!自我克隆复制,全是雌性,已蔓延到欧洲和非洲

一般来说,大多数小龙虾通过有性繁殖来繁衍后代。

然而,一种全雌性的突变小龙虾物种已经发展出自我克隆的本领,完全不需要雄性小龙虾的参与。

这种小龙虾被称之为marmokrebs,或者叫大理石小龙虾。由于其可怕的克隆能力,目前其繁殖状况已经失控。

科学家发出警告,这种雌性甲壳类动物正在“接管”欧洲和非洲部分地区,它们的复制速度简直令人发毛。

虽然这听起来像是恐怖电影里的情节,不过有人说这些小龙虾的入侵可能也会给人一些启发。它们这不同寻常的演化或许可以为抗击癌症提供思路,因为小龙虾自我克隆有着和癌症相似的模式。

自从1995年被发现以来,大理石小龙虾从德国横跨欧洲并蔓延到非洲,数量庞大。

柏林洪堡大学进化生物学家格哈德·舒尔茨已经追踪了这种小龙虾很久,它们在世界各地迅速普及。他曾对《科学》杂志表示:“这种小龙虾是一种严重的害物。”

目前,欧盟已经对这种小龙虾颁布了禁令。它们不允许被销售、保存、分发,或者放到野外。

在发表于《自然生态学与进化》杂志的一项新研究中,研究人员对11只大理石龙虾的基因组进行了测序,以了解它们如何迅速传播。

所有11只小家伙都具有几乎相同的基因组,这说明它们是克隆而来。

研究人员认为,这些小龙虾突变体大约在25年前就开始进化了。当时一名德国水生物爱好者买了一只所谓的“德州小龙虾”。

然而他的大理石小龙虾一次产出数百枚卵,并且越长越大,这令他感到十分惊讶。

于是,这位仁兄决定放弃这些小龙虾,最终在德国的宠物店里把它们卖掉了。

很快,新的业主就注意到这些大理石小龙虾不需要同异性交配,所有的后代个体都是雌性,都是它们龙虾母亲的翻版克隆。

一旦新种类的小龙虾进化,雄性小龙虾就无法再和雌性个体进行交配了。尽管他们还保留着这种功能……

随着迅速的繁殖,业主也无法再忍受下去。他们开始向河流与湖泊倾倒小龙虾。于是,这些小龙虾开始在欧洲蔓延,甚至传播到了日本和马达加斯加

目前,没有人确切知道世界各地有多少大理石小龙虾正在传播。但无疑,其数字是相当可怕的,而且还在迅速增长。

德国癌症研究中心表观遗传科主任弗兰克表示:“显然,我们身边发生了一个时间很短,爆发很快的进化事件。这必然会带来一些变化,随着时间的推移而出现遗传基因的改变,然后趋于正常。在目前这个进化的特殊时间点,它是非常独特的。”

研究显示,所有雌性大理石小龙虾后代在遗传基因上都是相同的。

弗兰克介绍:“我们只能在基因组中检测到几百个变体,然而整个基因组比人类基因组还要大。这是一个令人难以置信的数字。其微小的差异可以归因于自然突变。”

研究人员还研究了小龙虾如何能够通过无性生殖进行传播,其繁殖的成功令研究人员感到意外。

“据了解,在从水箱被释放后,小龙虾可以在野外生长。但不同的是,它们的传播速度极快,规模庞大。从亚热带马达加斯加,到瑞典、日本、弗莱堡、汉诺威,以及海德堡都出现了大理石小龙虾,这突出表明该物种具有显著的适应性,并且无需有性繁殖。

这对于研究人员来说是十分令人惊讶的,此前人们广泛认同的是:有性生殖以及由双亲结合带来的遗传多样性,有助于物种快速适应不利的环境条件。

虽然克隆出来的大理石小龙虾基因都相同,但它们可以通过表观遗传机制适应各种各样的环境,这是由附着在DNA上的微小“化学标签”所调控的。

这些表观遗传机制控制着遗传信息的解读方式,它们就像开关一样负责基因的开启和关闭。

据研究人员介绍,正是这种表观遗传调控使得肿瘤研究者也对这种大理石小龙虾产生了兴趣。

多年来,科学家们已经明白表观遗传机制在这些过程中起着关键作用,并且影响着癌症风险和疾病过程。

而大理石小龙虾的克隆现象和肿瘤的演化十分相似。

弗兰克博士说:“肿瘤基因组也是依靠克隆发展起来的,它们可以追溯到最初的单一原始细胞。”

目前,对于大理石小龙虾的研究仍在继续。

相信如果是在中国,这样的事情有可能不会发生……

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