大自然不在乎男女界限!雌鼴鼠為對抗殘酷的地下生存,長出了睪丸

2020-10-15 奇思樂園KIDSPARADISE


如果有動物能明白「戰壕」裡的恐怖,那就一定是鼴鼠。

面對敵人,沒有時間寒暄,無處藏身——侵略才是最重要的。

為了幫助它們在這個殘酷的世界裡戰鬥,進化賦予了雌性鼴鼠大量的「狂怒」——將一些睪丸固定在卵巢上,形成了一種獨特的解剖結構,稱為「卵睪體」。

現在,研究人員對這種迷人的生物變化是如何產生的,有了更好的理解。

馬克斯普朗克分子遺傳學研究所的遺傳學專家達裡奧·盧皮涅斯說:「哺乳動物的性發育是複雜的,儘管我們對這一過程是如何發生的有著相當好的了解。在某一時刻,性發展通常會朝著一個或另一個方向發展,男性或女性。我們想知道進化是如何調節這一系列的發育事件,使我們在鼴鼠身上看到了雙性特徵。」

雌性鼴鼠的的卵巢和普通哺乳動物一樣,繁殖和釋放卵子以供受精;同時,它與一塊睪丸組織粘在一起。雖然,這個睪丸組織並不能製造精子細胞,但它確實含有一種被稱為「睪丸間質」細胞的物質,可以產生一種男性化的雄性激素和雄性性激素。

哺乳動物睪丸組織的發育,通常依賴於Y染色體上的一個基因,在發育早期增加睪丸激素的分泌。缺少Y染色體的胚胎,很難啟動產生睪丸的一連串事件。因此,雌性鼴鼠有兩條X染色體,而不是一條X和一條Y染色體。它是如何發生這一性變化的一直是個謎。

對它們基因組的深入分析,揭示了這種自然現象最初是如何產生的。

遺傳學專家斯特凡·蒙德洛斯說:「我們假設,在鼴鼠體內,不僅基因本身發生了變化,而且屬於這些基因的調節區域也發生了變化。」

為了驗證這一點,蒙德洛斯和他的同事們用盡了所有的步驟,來描繪伊比利亞鼴鼠在將卵巢改造成睪丸激素工廠時,所經歷的染色體重構過程。

他們將他們的研究結果與其他動物的基因組進行了比較,同時還比較了在美國星鼻鼴鼠中發現的特定基因變化——這是另一種有「卵睪體」的動物。

這一研究,更好地理解了鼴鼠的基因組,是如何隨著時間的推移而改變的,以便提供一個完美的時間劑量的調節生長因子;特別是他們發現一個與睪丸發育有關的區域被翻轉,給激活睪丸前生長因子基因FGF9的區域,添加了額外的代碼。

德國醫學遺傳學和人類遺傳學研究所的專家表示:「基因的三倍性增加了基因的調控序列,最終導致雌性鼴鼠「卵睪體」中雄性激素的分泌增加,尤其是更多的睪酮。」

在轉基因小鼠身上測試這些變化,結果發現雌性小鼠的雄性激素含量與雄性相似,這支持了研究人員關於大規模基因組變化導致睪酮激增的假說。

「我們的發現是一個很好的例子,說明基因組的三維組織對進化有多麼重要。大自然利用現有的發育基因工具箱,重新排列它們,創造出一種像「中間性」這樣的特徵——在這個過程中,其他器官系統和發育不受影響。」


對雌鼴鼠來說,兩性間的進化是生存的制勝法則。

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