听说不孕不育有助于长命百岁?丨蝌学荐书

来源:蝌蚪五线谱发布时间:2021-01-11

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通常认为

繁殖后代是生物的必备技能

毕竟

不能延续后代

物种可就面临灭绝的风险啦

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不过

总有勇士反其道而行

居然还意外解锁了

长命百岁的新成就

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这是怎么回事

快来看看

这三种植物的故事


本文节选自《超级生物探寻指南》

卡伦·莫克进行的颤杨(三种杨柳科杨属植物的通称)基因研究揭示了一个特别罕见的遗传现象:数量多得惊人的颤杨有三组染色体。

大多数真核生物有两组染色体。许多颤杨也是二倍体(人类同样如此)。但是,当莫克和她的团队在北美各地研究颤杨时,他们发现在某些地区有多达2/3的颤杨是三倍体。这有点儿让人吃惊,因为我们掌握的所有生物学知识都告诉我们,三倍体通常很难繁殖——它们的细胞无法正常分裂。

对另外两个物种(同样都是无性系)的研究有助于我们了解颤杨的不育问题。

第一个是人类发现的最后一株塔斯马尼亚洛马山龙眼(学名Lomatia tasmanica,亦称金氏山龙眼)。1934年,博物学家丹尼·金首次发现了这株山龙眼,但直到1998年,通过对附近发现的具有相同外形的化石叶子实施碳定年法,人们才发现它可能有4.3万年甚至更加久远的历史。虽然这株山龙眼确实会开出粉红色的花,但它不会结果,也不会产生种子,因为它是三倍体。

这个谜题涉及的另一种植物Grevillea renwickiana,生长在巴斯海峡对面。目前这种植物在全球范围内仅存不到12株,全部生长在它的原产地——澳大利亚东南部。它也是三倍体,也不能孕育后代。

虽然这种植物已经所剩无几,但幸存下来的都长势良好。事实上,有一个植株就像蛛网般覆盖了莫顿国家公园中恩德里克河附近的一片区域,绵延近82英亩。

大规模的不育应该预示着物种会走向灭亡。但是,生态保护遗传学家(或许也是全世界最懂Grevillea renwickiana这种植物的专家)伊丽莎白·詹姆斯告诉我,以上三种植物得以幸存是有原因的。她说:“因为不育,所以无须在繁殖上花费能量。”

“但不把能量花在繁殖上,最终不会灭亡吗?”我问。

“它们在进化上肯定是停滞不前的,但存活下来的植株似乎长势都非常好。”她说。

三倍体植物不需要开出大量的花,也不需要结出大量种子——花和种子是植物最复杂的部分,需要大量的能量。因此,它们利用所有可以利用的水、阳光和养分,发展强健的根系。“这可以给它们带来优势。”她说。

我认为所有父母都会认同这个观点。所有的父母都会觉得如果没有生儿育女,自己可以多活几年,不是吗?

虽然这仅仅是一个玩笑,但有很多证据真的表明生育和寿命之间存在负相关性。人们发现,在过去50多年里研究的所有生物,几乎都因为繁殖而缩短了寿命。莫斯科罗蒙诺索夫国立大学的研究人员在全世界153个国家调查了寿命和生育之间的关系,结果发现了非常显著的负面趋势。在对宗教、地理、社会经济等因素加以控制并考虑了疾病的影响之后,他们仍然观察到平均生育数和预期寿命之间存在某种此消彼长的关系。

从科学的角度来看,这种关系具有显著性,但相对来说是微不足道的。颤杨、Grevillea renwickiana和塔斯马尼亚洛马山龙眼等植物之所以如此长寿,更有可能是因为它们的根部结构相互连接。短期环境变化可能会杀死依赖有性繁殖的植物,但根部结构在表层土壤的保护下不会受到任何影响。

“如果你让二倍体产生种子,”詹姆斯说,“同时让环境条件发生变化,使种子不能发芽,那么整代都有可能消亡。二倍体一旦死亡,就会烟消云散,但三倍体植株可以继续存活。”

我们很难确切地知道这些幸存的Grevillea renwickiana无性系的年龄。詹姆斯告诉我:“可以肯定它们已经很老了。”她说,Grevillea renwickiana植株的二倍体可能在数千年前就灭绝了。但即使气候发生变化,三倍体也仍然有可能再活几千年。

生物的神奇之处还有很多

鲸的粪便能帮我们理解压力

猎豹本该灭绝却奇迹般地幸存下来

恐龙可能根本不会发声

单细胞生物也可以智慧超群

……

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《超级生物探寻指南》,中信出版集团

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