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妊娠損失和性別的演變由細胞系舞蹈聯系在一起

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-12-13瀏覽次數:1666

在Dan Levitis和他的妻子失去兩次懷孕之后,在生下他們的三個孩子之前,他被吸引去調查為什么懷孕失去了如此普遍,以及其他生物是否面臨他的家庭所做的同樣的斗爭。

威斯康星大學麥迪遜分校植物學系的科學家Levitis有一個主要的嫌疑人:減數分裂,用于生產精子的有機體和用于有性生殖的卵子。他將減數分裂描述為一種錯綜復雜的細胞系舞蹈,一種混合染色體重組基因的舞蹈。這種重新安排有助于創造與父母不同的后代,后代可能更適合在不斷變化的世界中生存。

然而,減數分裂也是細胞經歷的最復雜的過程之一,并且許多染色體的纏繞和解開都出錯了。 Levitis認為這種復雜性會導致健康后代出現問題。

在“皇家學會雜志”上發表的一項新研究中,Levitis及其合作者報告稱,減數分裂對后代的生存能力產生了嚴重影響。不只是為了人類。從壁虎到大蒜,仙人掌到蟑螂生物為有性生殖付出了代價。

這項工作為妊娠丟失背后的潛在生物學原因提供了更深層次的背景,并表明有性生殖的優勢必須克服減數分裂造成的嚴重限制。

“眾所周知,對于人類而言,妊娠丟失的主要原因是由減數分裂引起的染色體異常,”威斯康星大學麥迪遜分校另一位植物學教授安妮普林格爾說。 “但是,完全不清楚減數分裂是否是不僅在人類中而且在任何地方都不可靠的主要原因。”

為了回答這個問題,Levitis比較了三種不同生殖方法產生的后代的可行性。有性繁殖,兩個參與者做出遺傳貢獻,并且總是需要減數分裂。另一方面,無性繁殖 - 后代是其父母的克隆 - 通常使用更簡單的有絲分裂,相對容易的細胞克隆,而不需要遺傳重組。當無性繁殖確實使用減數分裂時,它甚至比性別更復雜。

在這種三方比較中,Levitis發現更復雜的繁殖導致后代的存活率降低。例如,使用減數分裂的無性蜥蜴比減數分裂蜥蜴更不可行,因為無性減數分裂更復雜。然而,使用更簡單的有絲分裂生物,如棕櫚樹和豆娘,會產生更健康的后代。

這個模型在44個類別中的42個中是正確的。 “如果你得到的結果在如此廣泛的生物體中是一致的,那就是可疑的,”Levitis說。但即使在第二次檢查后,數據也會被檢出。關于減數分裂,它的復雜性似乎已經殺死了后代。

Levitis說:“如果你正在計算你的性別,性別的所有優點和缺點,性行為需要這種致命的過程這一事實顯然是一個缺點。”

關于性別的演變,Levitis的研究結果表明,減數分裂的優勢必須足夠大,以平衡記錄。在性活動中,兩個父母之間的遺傳重組可能提供比以前認為更多的優勢。

Levitis說,另一點是,人們很容易認為自然選擇可以解決所有問題 - 我們可能希望這樣做,例如懷孕率高 - 有時會遇到基本限制。減數分裂似乎是那些不可逾越的障礙之一。

然而,真正獨特的權衡取舍,以及面對未來幾代充滿挑戰的世界的新基因組合,必定是值得的。

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