科学家发现日本蜗牛进化过程:繁殖过程太复杂
  • 任天
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  • 2017年11月28日 08:46
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扁蜗牛科的真厚螺属蜗牛是一类主要分布在日本的陆生蜗牛,其中有些物种有时会出现具有“左旋”螺壳的个体,而绝大多数腹足类物种的螺壳是“右旋”的。这些左旋的真厚螺属蜗牛或许应该被视为一个单独的物种。一项新研究显示,它们也具有与正常蜗牛交配的能力。

与普通的蜗牛相比,“左撇子”蜗牛更令科学家感兴趣,因为它们的生殖器位于头部的另外一侧,正常的“面对面”交配方式对它们来说难度很大,甚至应该是不可能的。然而,新研究指出,两只螺壳旋转方向相反的蜗牛能够通过扭转生殖器的方式克服障碍,实现面对面交配。

许多年来,螺壳右旋的Euhadra aomoriensis和左旋的Euhadra quaesita被认为是两种独立的蜗牛,它们具有互成镜像的解剖结构,因而被认为不可能发生交配。不过,英国诺丁汉大学和日本东北大学的研究者发现,这两种蜗牛有时能把生殖器扭转到一个合适的姿势,从而进行正常的面对面交配。研究人员还分析了两种蜗牛的基因组,揭示了它们的共同祖先和遗传相似性。

“我们惊讶地发现,不同螺旋方向的真厚螺属蜗牛有时能进行交配。出乎我们意料的是,它们的DNA里也隐藏着证据。之前我们认为镜像蜗牛个体之间不可能发生面对面交配,”论文第一作者、诺丁汉大学研究者安格斯·戴维森说,“我们的研究显示,尽管交配——以及基因的流动——在这两类蜗牛之间很罕见,但发生的频率已经足够高,它们应该被认为是单一的物种。事实表明,交配问题其实主要是行为学上的,需要生殖器的扭转,而不是物理学上的不匹配。”

“来自日本博物学者的报告让我们非常惊讶,他们描述了左旋和右旋蜗牛之间的交配行为。不过,在生物演化中,即使罕见的事件也可能对基因产生相当巨大的影响。”合作科学家、日本东北大学的Satoshi Chiba教授说,“通常情况下,蜗牛有时可以根据螺壳的旋转方向划分为单独的物种,因此这项工作对其他蜗牛物种的分类有所启示。”

戴维森博士说:“正如以往研究所揭示的,造就镜像蜗牛的同一组基因,也与其他动物——包括人类——身体上出现镜像结构有关。未来对蜗牛自然分化的进一步研究将使我们有机会了解器官在身体里如何放置,以及这一过程为什么有时会出错。”

真厚螺属蜗牛的“手性”倒转为科学家研究两个物种从同一个祖先演化而来的可能性提供了绝佳机会。在此之前,有两项独立进行的研究利用线粒体DNA对两类蜗牛的演化历史和遗传关系进行了研究,但得出了非常不同的结论。

在新研究中,科学家利用软体动物专家网络和日本相关人士的帮助,对两类蜗牛之间可能的交配行为进行研究,观察到了5个实例。研究者还利用先进的DNA扫描技术对两类蜗牛的DNA进行分析,揭示了二者之间的基因交流情况。接下来,研究人员希望用同样的方法鉴别出导致蜗牛出现镜像现象的基因,这或许能帮助我们了解其他动物中的同类现象。

戴维森对左旋变异蜗牛的研究还曾经登上过国际新闻的版面,当时他发起了一场为“左撇子”蜗牛Jeremy寻找配偶的运动,希望找到一只同样左旋的蜗牛与之交配,从而获得能够用来研究这一罕见遗传现象的后代。

这场运动的结果还算成功,只不过Jeremy没有收获“爱情”,而是那两只被选中的蜗牛结合了,并产下了后代。杰雷米在不久前死去,而它离世之前曾与一只名为“Tomeu”的蜗牛交配并产下了后代。这些小蜗牛将在诺丁汉大学接受科学家的研究。

Tomeu目前已经被英国桑格研究院选中参与“25 Genomes”项目,这或许将帮助科学家描绘出左旋蜗牛的DNA蓝图,从而找出导致这一奇特现象的原因。

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文章出处:新浪科技

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