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不用基因工​​程,一輪繁殖製造出​蜥​蜴新物種

在美國堪薩斯州的一間實驗室裡,阿拉塞利•魯提斯(Aracely Lutes)通過克隆(clone)繁殖,製造出了一個完全由雌性組成的蜥蜴新物種。這項研究並沒有涉及到基因工程,而魯提斯僅僅通過一輪繁殖就完成了製造物種的過程。

這項壯舉與通常物種形成的速度形成鮮明對比。經典的物種形成過程是這樣的,不同種群偶然被分開,無論是被空間、時間、捕食者、性選擇,還是交流障礙。它們之間的差異逐漸增大,最終會無法產生適宜生存且可繁殖的後代。看,原來只有一個物種,現在變成了兩個。

這種緩慢的分化過程也有例外。不同物種有時會交配,產生雜種,而雜種的基因組由雙親的基因共同組成。這些雜種個體通常是不育或虛弱的(例如騾子)。但在極少數情況下,它們會存活並興旺繁殖。例如,加勒比地區有種雜種的蝙蝠,基因組來自三個不同物種,而其中一種已經滅絕。其它哺乳動物,例如紅狼和短尾猴最初也可能是雜種。科學家們漸漸發現,物種的融合在生命史上再常見不過了。

有些類群特別容易雜交。北美的鞭尾蜥蜴 Aspidoscelis 就是其中的大師。新墨西哥州的12種鞭尾蜥蜴裡有7種都來自雜交。比如,新墨西哥鞭尾蜥蜴 Aspidocelis neomexicana 是西部鞭尾蜥蜴 A. inornata 與小條紋鞭尾蜥蜴 A. tigris 的雜交種。

在這些「聯姻」當中,新物種的誕生只是一瞬間的事情。雜種蜥蜴的基因組與雙親的完全不同,因此不能與雙親所在的種交配。它們擁有無性繁殖的能力,全部為雌性,「女兒」完全來自對「媽媽」的克隆。

這些現有物種的基因組證實了它們的出身,但要想看到真實的物種形成過程則是難上加難。科學家們在野外發現的第一代雜交種幾乎都是不育的。有一個課題組甚至花了29年在實驗室中培育新的雜交種,實驗涉及到230只蜥蜴、9個物種、5種不育的雜合體,但卻沒有一次成功過。

在許許多多次失敗中有個引人注目的例外。1967年,威廉•尼夫斯(William Neaves)提到了一隻雜種蜥蜴(西部鞭尾蜥蜴與奇瓦瓦斑點鞭尾蜥蜴 A.exsanguis 的雜交種)生下的兩個蛋,然而在孵化之前,蜥蜴蛋就乾燥了。沒人知道這個雜種蜥蜴究竟能不能繁殖後代。

但對於魯提斯來說,這個信息已經夠用了。她開始繁育雜種鞭尾蜥蜴,所用的組合與尼夫斯所描述的相同。結果她成功了。

魯提斯獲得了六個蜥蜴蛋,全部為雌性奇瓦瓦斑點鞭尾蜥蜴雄性西部鞭尾蜥蜴的雜交種。六個蛋都成功孵化,而小蜥蜴的大小與花紋都與奇瓦瓦斑點鞭尾蜥蜴類似,只不過繼承了西部鞭尾蜥蜴的淡藍色尾巴。它們每個基因都有四個拷貝,三個來自母親,一個來自父親,不像通常狀況下只有兩組基因。而且它們確定是可育的。

其中四隻雌性蜥蜴成功地複製了自己,而它們的女兒與外孫女也是如此。這四隻實驗室蜥蜴創造的王朝已經傳到了第三代,擁有68名家庭成員。這深刻地證實了有關新墨西哥其它蜥蜴起源的假說。

這些蜥蜴算一個新物種嗎?領導這項研究的彼得•鮑曼(Peter Baumann)認為答案是肯定的,但他也說「觀點因人而異」。因此他並沒有給這個雜交種正式命名。「有關命名新種的話題充滿爭議,我們不想將對這項發現的關注轉移到命名上來。只要雜交種繼續繁衍,總有一天我們會需要給它個名字。」他說。

同時,實驗室培養的雜交種也帶來了一系列新問題。與祖先種相比,它們在野外中能生存嗎?當然,在實驗室中雜交種能捕殺活蟋蟀、活甲蟲,與它們的父母不相上下。也許魯提斯的蜥蜴是「未來可能出現在美國西南部或墨西哥北部沙漠中某種蜥蜴的原型。」

或者,也許它們早就出現在野外了,只是還沒被發現。「要麼它們被錯誤鑑定為了奇瓦瓦斑點鞭尾蜥蜴,要麼就一定有個讓它們不能在野外存活的生態學原因。」鮑曼說,「我們目前在兩方面都展開了追蹤研究。」

來源:果殼網「科技名博」主題站《國家科學院院刊》5月4日論文摘要

Ent 審稿 / 本文來自科學松鼠會資訊小分隊

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