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一般来讲,我们倾向于默认雄雌这两种生物性别。但在精子和卵子还没有进化出来之前,在生殖细胞还没有发生形态上或尺寸上的变化之前,生命体是没有所谓的性别之分。
现在很多真菌、藻类、原虫也还是没有分性别。不过,这些物种虽然没有性别,但是却有不同的交配种类。你可以理解为,在分子层面上有不同的性别细胞,但在解剖学层面上没有不同的性别组织结构。
而且这些不同的交配种类还不是成对出现的。
拿社会型阿米巴盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)来说,它们就有三种交配种类。每种类型都可以和其他两种配对。簇生鬼伞(Coprinellus disseminatu),子实体部分为白色的一种蘑菇,有143 种交配种类,同理,每一种都可以和其他 142 种配对。有着毛茸茸伞部的裂褶菌,其交配种类超过 2 万 3 千种(不过它的繁殖策略过于复杂,所以不再是每一种都可以和其他种类配了)!
这些在伦敦拍的墨汁鬼伞(Coprinellus disseminatus),就有 143 种繁殖种类。每一种都可以和其他 142 种交配。| Stu ’ s Images
" 一开始,我很失望。" 康斯坦布尔说,"143 这个数字太小了。"
但是当他和可可去自然界里寻找例子时,他发现他们的模型预测结果是非常优秀的。
理解多样性的意义
慕尼黑工业大学演化生物学家 Bart Nieuwenhuis 说," 这(成就感)就是做研究最美好的地方。"
按说,像阿米巴、真菌等只有两种性别的生命体的交配频率应该挺低的,因为大部分时间都是快速低耗能的无性繁殖。像有些酵母菌,每 1000 到 3000 代才会有一次有性繁殖。当生存环境变得恶劣的时候,有性繁殖交换基因有可能会产生有利于存活的性状,从而有可能提高他们存活的几率。
悉尼大学进化生物学家 Jussi Lehtonen 说," 这个谜题很久都没解开,提出一种合理简洁符合这些生命体生物学的解说花了很长时间。"
可可认为,只根据小鼠、果蝇、大肠杆菌的生命体模型来理解我们的生物学底层原理还是不够的,我们应该去发现自然界里多样性更为底层的功能。
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虽然这些物种遵循的规律看起来很难懂,但这可能帮助我们理解那些熟悉的性状。
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" 研究人员有时候看待多样性的解读角度和目光有些短浅。也不是所有的生命都遵循大多数最常见的规律。"
她希望这次的研究,能激发同行做更多非模式生物的实验。非模式生物的研究,比如说她这次做的工作,也能够帮助科学家打下基础,比如说特殊物种的信息素信号以及细胞器遗传的机制。
虽然这些物种遵循的规律看起来很难懂,但这可能帮助我们理解那些熟悉的性状。"我们可以把只有两种繁殖种类看作雄性和雌性的演化触发条件。" 法国里尔大学生物学家 Sylvain Billiard 提到。
康斯坦布尔和可可的模型提供了一种性别出现的可能机制。Nieuwenhuis 观察到,当交配频率太低,也很难找到配偶时,那主流的繁殖种类数就是 2。这种情况下,特化的更小的,可以更容易到达配偶体内的配子就出现了。也许就是从这里,开始了性别的分化。
Nieuwenhuis 尝试在实验室验证这个假说。他一直在让酵母菌裂变,使之产生能与另外两种交配的第三种繁殖类型。" 太难了," 他说,到现在他都没有成功过。
康斯坦布尔还认为,这研究工作还可以有更多直接的应用。有一种会感染庄稼的致病型真菌,它的其中一种繁殖种类破坏力极强。控制这个种类的基因,也许和抗真菌药的基因关联起来的话,就能消灭掉这种真菌。
搞明白这些性状如何能关联在一起,可以有效地控制或防止枯萎病。
吉尼瓦大学的一位博士后 Zena Hadjivasiliou 说," 从某些角度上来说,先从简洁的、符合直觉的想法开始(提出假说)。然后有时候最精湛的工作就是来自于这些简洁的灵感。"
翻译:Root
编辑:EON
原文:https://www.quantamagazine.org/to-remember-the-brain-must-actively-forget-20180724/
本文经授权转载自
神经现实(ID:neureality)
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果壳
ID:Guokr42
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