扇貝的性染色體不分化維持了3.5億年。在自然界中,有性生殖是一種廣泛存在又令人費解的現(xiàn)象。在已發(fā)現(xiàn)的150余萬種生物中,能夠進行有性生殖的種類占了98%以上。性別的起源和進化一直被視為生命科學領域中最吸引人、最熱門的研究方向之一。而性染色體如何產(chǎn)生與演化更是這一領域的核心問題之一。
過去,圍繞著性染色體的演化形成了一種傳統(tǒng)理論。這個理論認為,性染色體起源于普通的染色體,性別決定基因的出現(xiàn)會引起性染色體間的重組抑制,逐步導致了性染色體的異形性。然而,最近的研究發(fā)現(xiàn),許多動物都存在著沒有明顯分化的性染色體,比如約90%的貝類、魚類以及96%的爬行動物的性染色體都沒有分化。
這些發(fā)現(xiàn)引發(fā)了新的疑問:同形性染色體是否只是性染色體走向異形過程中的過渡階段?古老的同形性染色體中是否隱藏著某種能夠維持不分化狀態(tài)的普遍機制?針對這些問題,科學家們開始重新審視同形性染色體的演化,并尋找新的解釋。
為了解決這一難題,研究者需要跳出現(xiàn)有的研究框架,將視角轉(zhuǎn)向古老同形性染色體的演化上。在這個過程中,選擇恰當?shù)膭游锬P妥兊弥陵P重要。扇貝作為雙殼貝類中的重要代表,具有高度保守的基因組,成為了研究同形性染色體的理想動物模型。
2022年10月24日,中國海洋大學的科研團隊在《Nature Ecology & Evolution》雜志上發(fā)表了一項關于扇貝性染色體演化的重要研究成果。他們發(fā)現(xiàn),扇貝的性染色體不分化狀態(tài)已經(jīng)維持了3.5億年之久,是已知動物界中最古老的同形性染色體。這一發(fā)現(xiàn)打破了過去認為同形性染色體不夠古老的傳統(tǒng)觀念。
更令人驚奇的是,研究團隊發(fā)現(xiàn)扇貝的性染色體轉(zhuǎn)換可以通過一個保守的性別決定增強子的易位來實現(xiàn)。他們提出了性別決定基因更替的“繼承模型”,解釋了新舊性別決定基因的產(chǎn)生和消亡機制。這一研究成果不僅提出了性染色體演化的新模型,也指明了性別相關研究的新方向。
扇貝的性染色體演化研究是中國海洋大學團隊在動物宏觀進化領域取得的又一重要成果。通過整合多種技術手段,他們揭示了扇貝性染色體的演化歷程,為性染色體演化領域的研究提供了新的思路和方法。
扇貝作為雙殼貝類中的代表,其性染色體演化的研究為我們提供了重要的啟示。扇貝的性染色體不分化狀態(tài)的長期保持,以及性別決定基因更替的發(fā)現(xiàn),為我們深入理解性染色體的演化機制提供了新的視角和思路。因此,可以說扇貝在性染色體演化中起到了非常重要的作用,堪稱進化中的成功之一。