本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
儘管許多動物以群落形式生活,但大多數動物對非克隆或非近親成員採取“堅決否定”政策。但Ectopleura larynx 除外。它完全可以接受將陌生生物嫁接到自己的身體上。
至少,這是堪薩斯大學的科學家在6月份的《進化通訊》上發表的一項研究中提出的觀點。他們聲稱已經找到了令人信服的遺傳證據,表明每個小型海洋水螅蟲群落中,至少有少數成員與建立該群落的生物無關,這使得它們成為嵌合體。當你考慮到這相當於將一個隨機的路人焊接到自己身上,以至於你現在將與他共享皮膚、胃和音樂播放列表,無論你是否喜歡,這尤其奇怪。
但北大西洋淺水棲息地空間和資源有限的生活壓力似乎已經壓倒了對此類禮節的顧慮。體型更大確保你佔據更多空間,而更多的水螅體不僅意味著更多的嘴來進食,還意味著更多的食物捕獲觸手來搶奪食物。
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Ectopleura larynx 群落中嫁接陌生生物的證據包括其他難以解釋的異常現象,例如水螅體包含兩個基因變體的副本,而這些變體在群落中的其他水螅體中不存在。大多數動物每個基因都有兩個副本,一個來自父母雙方。一個生物體記憶體在兩個獨特的版本——生物學家稱之為等位基因——這意味著簡單的突變或有性生殖都無法輕易解釋它們的存在。科學家採用的更復雜的遺傳相關性測量方法證實,在一個以克隆體和親子/兄弟姐妹為主的群落中,確實混雜著一些陌生生物。
幼小的水螅體在附著到年長的雌性群落後不久。圖片來源:Chang et al. 2018
有人可能會問,為什麼任何生物體都願意容忍這種陌生生物的嫁接,而它可以像一個真正的刺胞動物一樣無限地出芽繁殖呢?啊,問題就在這裡。在過去的某個時候,Ectopleura 失去了克隆能力。它重新獲得了在生命早期有限的出芽能力,以及在應對放牧損傷時的出芽能力。但在大多數情況下,如果它想變得更大,就必須招募。顯然,不那麼挑剔是有好處的。這理想嗎?不。這有效嗎?是的。
另一個有趣的問題是,這種門戶開放的群落政策是否會在未來引起令人不安的遺傳衝突。例如,被囊動物Botryllus schlosseri(一種與脊椎動物密切相關的袋狀群居海洋動物)和細胞性粘菌Dictyostelium discoideum(一袋招募的阿米巴原蟲)都因類似的同居安排而經歷生殖寄生現象(又名作弊)。
在這些對“自我”和“個體”也持自由放任態度的生物體中,一個或幾個基因上不同的個體壟斷了繁殖,卻犧牲了其他個體,而且沒有公平地承擔責任。也可能即使所有水螅體都能進行繁殖,也可能會爆發爭奪哪些配子獲得哪些資源的鬥爭。
作者確實指出,與類似的刺胞動物和無脊椎動物相比,Ectopleura larynx 的遺傳多樣性相對較低。因此,即使是“陌生生物”也可能與宿主水螅體足夠相似,從而逃避免疫反應,並且它們對群落擴大的貢獻超過了任何遺傳純度方面的擔憂。
水螅蟲也持續地從幹細胞群中產生配子,因此任何水螅體都可能繁殖。在我看來,這肯定會使在 Ectopleura larynx 中觀察到的嵌合現象更容易發生。否則,水螅體難道不會進化出一種機制來防止與將成為生殖死衚衕的群落融合嗎?Ectopleura larynx 可能仍然對一件事採取“堅決否定”政策:禁慾。
參考文獻
Chang, E. Sally, Maria E. Orive, 和 Paulyn Cartwright. "非克隆群居性:透過水螅蟲 Ectopleura larynx 中有性繁殖的水螅體的融合形成的基因嵌合體群落." 進化通訊 2, no. 4 (2018): 442-455.