面對高溫和食物缺乏等惡劣環境生物的后代會出現更多基因變化,這能讓這些后代能更好應對未來生存威脅,增加生存機會。研究發現,母果蠅生病后生產的后代會出現更多基因變化。這一研究2015年8月14日發表在《科學》雜志上,這符合上述這個被認可的生物學原理。曾經有人提出,細菌和寄生蟲感染或許也能產生類似效應,但過去只有間接證據。
北卡大學生物學家Nadia Singh小組用多種菌株感染雌性黑腹果蠅,但讓這些果蠅能存活到交配和生育,結果發現,這些感染細菌的果蠅生產的后代染色體之間會出現更多基因交換重組。這種變化出現在受精過程,因為受精后再感染細菌不會出現這種改變。細菌感染為什么能導致更多DNA交換的具體原因目前還不清楚。Singh說,這種改變出現在受精卵內,所以不會是因為后代適應感染發生的改變。或許在感染期間產生卵子時可能會發生某種不知道的變化,而這種改變讓卵子更容易受精產生胚胎。這正是Singh小組將來研究的重點。
Singh說,研究zui令人驚訝的發現是,當果蠅幼蟲被寄生蜂Leptopilina clavipes感染時,這些寄生蜂能把卵產在果蠅的幼蟲體內腔,除非果蠅的免疫系統能將這些寄生卵破壞,否則這些寄生蜂幼蟲能將果蠅幼蟲吃掉爬出來。即使果蠅在幼蟲階段之前被寄生蜂感染,此時果蠅的卵巢*沒有發育,仍然發現其后代發生更多遺傳變異。
幼年階段的感染引起后代基因重組的信號系統仍然不清楚。巴斯大學生物學家Nick Priest是研究應激影響后代基因改變的學者。Priest認為但研究給人們深入理解生命進化的基礎提供了重要基礎。
Priest指出,果蠅父母都可能存在對抗感染的基因,基因重組能增加后代產生抗感染基因的幾率,這樣的策略能讓果蠅應對風險保存基因。Priest說,那些患病zui嚴重的果蠅,也是與感染抗戰zui多經歷的果蠅,可能有更多機會產生基因交換。這正是將來研究的重點。
母蒼蠅誰擅長對抗感染,神父指出,有更大的概率,強壯的免疫系統傳遞給他們的后代——這意味著這些后代可以運行失去有利的基因通過基因重組的風險。所以牧師預計,這是zui“蒼蠅——那些努力對抗感染——這將是zui容易混淆他們的后代的基因。“這是下一個重要考驗,"他說。
Singh說,這種現象不應該只發生于果蠅,可能具有普遍性意義。我們希望了解其他物種是否也存在類似情況,這代表一種全新的父母經歷影響子代健康的遺傳方式。
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