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章鱼可能拥有 4.8 亿年前的性别染色体

了解研究人员如何确定章鱼古老的性别染色体,以及它们的遗传历史为何如此神秘。

作者Monica Cull
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鸣谢:D.J. Schuessler Jr/Shutterstock

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章鱼是海洋中的奇迹。它们拥有八条灵活的、带有吸盘的触手,拥有高度的智慧,以及挤进狭小空间的能力,这些头足类动物长期以来一直引起我们的好奇。虽然章鱼仍然隐藏着许多秘密,但一项新的研究有助于回答一个长期以来悬而未决的问题:这些生物如何决定它们的性别。

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一项发表在《Current Biology》杂志上的新研究表明,章鱼的性别染色体可追溯到 4.8 亿年前,是已知最古老的性别染色体之一。该研究揭示了章鱼通过染色体决定性别,这有助于研究人员进一步探索章鱼的遗传历史。

确定性别染色体

大多数哺乳动物,包括人类,都是通过染色体来决定性别的。然而,并非所有动物都是如此。在其他动物中,例如海龟,孵化卵的沙子的温度决定了后代的性别。某些鱼类有一个决定性别的基因,但这并不是完整的染色体。因此,对于章鱼来说,性别是如何决定的并不清楚。

“头足类动物本身就是非常有趣的生物,我们仍然在不断了解它们,尤其是在神经科学方面,”俄勒冈大学的一名博士生 Gabby Coffing 在一份新闻稿中说,她师从生物学家 Andrew Kern。“这只是展示了它们更有趣的一个方面:它们拥有非常古老的性别染色体。”


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半条染色体

研究团队在对一只雌性加州双斑蛸进行 DNA 测序时,注意到一条染色体只有一半的遗传物质,并且与已测序的雄性双斑蛸 DNA 相比看起来不同。

“这条特定的染色体只有一半的测序数据,这表明只有一份拷贝,”Coffing 在新闻稿中说。“然后,当我们进一步研究时,我们得出结论,我们一定偶然发现了性别染色体。”

为证实这一发现,研究人员查看了过去的章鱼基因组数据,并注意到它们没有明确标记为雄性或雌性。然而,他们在另一种章鱼中发现了另一半染色体的证据。在乌贼基因中也发现了同样的情况,尽管乌贼和章鱼在进化上分别在 2.48 亿年至 4.55 亿年前分开。

最后,研究人员指出,与章鱼在大约 4.8 亿年前分化而来的软体动物——鹦鹉螺,也拥有类似的染色体。这表明这种性别决定方式在该物种中已经存在了数百万年。

Andrew Kern,Coffing 和研究团队所在实验室的负责人表示,这对于性别染色体来说是不寻常的。这些染色体影响繁殖,并且通常会随着时间快速变化和进化。然而,对于章鱼和其他头足类动物来说,它们似乎坚持了这种方式。

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一种可能的新系统

在人类中,我们使用 XX/XY 系统来识别雌性和雄性染色体——XX 是雌性,XY 是雄性。然而,研究团队认为,章鱼可能类似于蝴蝶和鸟类使用的系统,即 ZZ/ZW——雄性是 ZZ,雌性是 ZW。

研究团队尚未在任何章鱼中识别出“W”染色体。章鱼可能拥有一个完全不同的系统,其中雄性是 ZZ,雌性只是 Z。根据 Coffing 的说法,染色体系统尚未确定。但凭借这些发现,Coffing 和整个团队在揭开更多章鱼的神秘面纱方面又迈进了一步。

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文章来源

我们的Discovermagazine.com作家在文章中采用同行评审研究和高质量来源,我们的编辑会审阅科学准确性和编辑标准。请查看本文使用的以下来源

  • 莫妮卡·卡尔

    莫妮卡·卡尔是《发现杂志》的数字编辑/作家,撰写和编辑专注于动物科学、古代人类、国家公园和健康趋势的文章。 

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