海洋科普鱼也有左撇子和右撇

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本文来自水生动物健康评估

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四眼鱼类及其近亲鱼类,一般生长在中美洲和南美洲地区,它们身上有许多让科学家着迷了几个世纪的奇怪特征:(1)一只“分裂”的眼睛,可以让他们同时看到水面的上面和下面;(2)像哺乳动物一样生成完全发育的后代;(3)所有的雄性和某些鱼种的雌性之间具有明显的不对称生殖器。这种不对称的生殖器发生现象就像人类的左撇子和右撇子一样。在人类中,右撇子和左撇子都存在,然而值得注意的是,这种不对称现象到底是遗传的还是随机的,一直没有解决。

图1四眼鱼及其眼部

一、四眼鱼生殖器的不对称性

康斯坦茨大学的进化生物学家与阿根廷的米格尔·利洛基金会合作进行了一项新的研究,并发表在《ProceedingsoftheRoyalSocietyB》(英国皇家学会学报)上。这项研究发现四眼鱼雄鱼的生殖器,也就是所谓的性器官,是经过改造的臀鳍,可以用作交配器官,让交配的雌鱼受精。奇怪的是,这些阴茎状的结构是不对称的,而且它们的 不是向左就是向右弯曲。然而,雌性有一个不对称的过度生长的组织,覆盖在生殖器开口的侧面。因此,只有适配的雄性和雌性才能成功交配。

图2四眼鱼的生殖器不对称性

二、左撇子男性的父亲的儿子

是否大部分依然会是左撇子?

JulianTorres-Dowdall博士作为这项研究的 作者,针对这种生殖器的不对称的方向性产生机制,提出了一个简单问题,那就是:“左撇子男性的父亲的儿子是否大部分依然会是左撇子?这似乎是一个奇怪的问题,但对进化生物学家来说,这种不对称如果属于遗传问题,会是令人难以置信的有趣,因为它有可能推动新物种的出现。

然而四眼鱼特别有趣,不仅是因为它们的生殖器是不对称的——这是一种不常见的特征,因为它们与一些昆虫,蛇,大多数反刍哺乳动物,水禽和某些鱼类都有相同的特征,但是拥有左生殖器或右生殖器的鱼类个体在种群中所占的比例是相似的。“这很罕见,同时也很有用,因为它让我们能够解决遗传的问题,从而理解生殖器形式(左撇子和右撇子)的进化和维持,以及它区分种群和可能的物种的潜力。

三、随机出现的

生殖器不对称性

为了确定四眼鱼的生殖器不对称性是否由基因决定并遗传给下一代,研究人员研究了四眼鱼科的两个属:四眼鱼属(Anableps),包括3种四眼鱼;以及任氏鳉属(Jenynsia),该种属鱼类包含15种不同的生殖器单边鱼种。结合育种实验和基因组分析,该团队确定,在四眼鱼科生殖器不对称的方向上没有很强的遗传能力。

JulianTorres-Dowdall说:“我们对圈养和自然种群的实验表明,四眼鱼所有的后代都是不对称的,——在自然种群和繁殖实验中,左右生殖器的比例几乎相等。”在这两种情况下,发现子代的生殖器的侧向性是独立于父亲的侧向性的。“这强烈地表明,不对称的方向是由偶然决定的,而不是遗传,这在一定程度上解释了这种特殊特征会随着时间的推移而持续存在。”

表1四眼鱼的子代生殖器左右不对称性比例为50%

四、形态之间的不兼容性

不是物种形成的驱动力

基因组分析显示,没有证据表明遗传标记,即基因组的特定区域,与生殖器不对称有关。此外,没有证据表明左、右生殖器个体之间存在累积的基因组差异。这与其他具有类似不对称特征的物种的一般模式是一致的。这一结果也从侧面佐证了物种间存在的形态差异性(如生殖器的不对称性)不是物种形成的潜在驱动因素。

参考资料:

Torres-DowdallJ,RometschSJ,KauttAF,etal.Thedirectionofgenitalasymmetryisexpressedstochasticallyininternallyfertilizinganablepidfishes[J].ProceedingsoftheRoyalSocietyB,,():0969.



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