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一隻1990年的工蜂完美克隆了自己數百萬次 科學家: 難以置信的基因突變

據英國媒體報道,南非的一隻海角蜂工蜂因為擁有罕見的基因特質,可以透過克隆來自行實現繁衍。

一般來說,在一個蜂群中,只有蜂王才有生殖能力,而工蜂雖然也是雌性蜜蜂,但它們是沒有生殖的能力的。然而,南非的海角蜂重新整理了人們的認知。

據悉,在過去的30年裡,這隻海角蜂工蜂已經成功地克隆出數百萬只自己。不斷擴張的“克隆大軍”對非洲本地的其他蜜蜂構成了嚴重威脅,每年有10%的本地蜂被“克隆蜂”殺死,給遺傳多樣性帶來了嚴重的挑戰。

科學家稱這種繁殖機制“令人難以置信”,並將其世系追溯到1990年的一隻工蜂。

無性繁殖在昆蟲界中並不罕見,許多群居昆蟲都能夠透過一種叫做“孤雌生殖”——即卵不經過受精也能發育成正常新個體的無性繁殖形式繁衍後代。

在這一過程中,雌性個體將複製其從父母那裡得到的四條染色體。來自這四條染色體的遺傳物質通常會重組,以保證未來的後代在基因上是跟它不同的。然而,由於四條染色體中只有兩條被選中,而且沒有由雄性引入的新的遺傳物質,每次重組平均損失三分之一的遺傳多樣性。

正因為如此,如果過度依賴孤雌生殖,將對種群基因的多樣性造成損失,丟失有利的突變,最終導致物種退化甚至滅絕。這也就是為什麼大多數群居蜜蜂都依靠蜂后來進行繁殖。

然而,這一“常識”在一群海角蜂中失效了。一項發表在《英國皇家學會報B》雜誌上的新研究發現,在南非海角蜂工蜂身上發生了基因突變,使其在繁殖過程中有效阻止了基因重組,它們能夠把四條染色體的所有遺傳資訊完完整整地傳遞下去。

在接受《生活科學》雜誌採訪時,該研究的主要作者本傑明·奧爾德羅伊德(Benjamin Oldroyd)介紹道,自1990年以來,一支海角蜂克隆系一直在重複克隆,同一個體被複制了數百萬甚至上億次——工蜂完美地克隆了自己,每個克隆體都保持了和母親一樣健康的基因。

“這很了不起,”他稱這些發現令人難以置信,“它們做到了。這太瘋狂了,我以前在任何地方都沒聽說過這樣的事情。”

海角蜂這樣的繁殖方式讓它們有了很大的優勢。不幸的是,這也給其他蜜蜂帶來了一個大問題。完美克隆自身的能力讓海角蜂能夠入侵其他蜜蜂群落,而其本質上是接管蜂巢。奧爾德羅伊德指出,這些有克隆能力的工蜂,每年大約殺死約10%的南非本地蜂。