基因變異螯蝦可自我複製,危害生態平衡

大理石紋螯蟹(圖:Huetter, C )

大理石紋螯蝦( marbled crayfish ),約在 1990 年代首次發現於德國,是目前已知的甲殼亞門動物( Crustacea )中,唯一以無性生殖繁衍後代的。也因為此特性,使其具有強大的繁殖力,在短短 20 年內便遍及歐洲及非洲地區,更造成當地生態系統的浩劫。而一組德國的研究團隊發現,這種變異的螯蝦可能來自一個水族館的意外。

基因組

此論文的作者之一,弗蘭克·萊科( Frank Lyko )於五年前開始研究大理石紋螯蝦,並開始建立其基因組。研究分析發現,此螯蝦的基因組中約有 35 億對鹼基對,但僅有 21,000 組基因,與人類相去不遠。但令人訝異的是,此種螯蝦的 92 組染色體中,每組具有三條染色體,並非一般的兩條。此論文已發表於《自然生態與演化》(Nature Ecology & Evolution)期刊上。

染色體

進一步研究顯示,其每組染色體與一種沼澤螯蝦:Procambarusfallax  具有高度的相似性,且每組染色體中的兩條為完全相同的,另一條則具有相當大的差異。因此萊科與其團隊認為,大理石紋螯蝦是兩種不同的螯蝦在水族館中繁殖、變異的後代。

在某種特殊情況下,其中一方的精子或卵子並沒有因減數分裂( meiosis )而剩下一條染色體,反而保留了一組的染色體。萊科提到:「分隔兩地的物種,所產下的後代會使其基因變異的機會更大。而這種情況是不太可能在野外發生的」。

癌症

一般而言,以無性生殖為繁衍方式的物種,會由於缺乏基因變異性而難以適應不同的環境。但根據研究結果,大理石紋螯蝦可能由於其具有額外的染色體,而能夠適應各種溫度、鹽度、酸鹼度的環境,加上其快速繁殖的優勢而成為強勢的外來種。

此外,布魯塞爾自由大學( Free University of Brussels )的基因演化學家, Jean-François Flot 表示:「從各種層面來看,大理石紋螯蝦的變異與侵佔模式,與癌症的散播方式相似」。也許這會提供一些特別的方式讓我們面對癌症。

 

參考資料:

  1. Gutekunst, J., Andriantsoa, R., Falckenhayn, C., Hanna, K., Stein, W., Rasamy, J., & Lyko, F. (2018). Clonal genome evolution and rapid invasive spread of the marbled crayfish. Nature Ecology & Evolution. doi:10.1038/s41559-018-0467-9
  2. Elizabeth PennisiFeb. 5, 2018 , 11:00 AM, 4, 2. S., 3, 2. C., 2, 2. J., 2, 2. R., 2, 2. S., . . . 26, 2. J. (2018, February 05). An aquarium accident may have given this crayfish the DNA to take over the world. Retrieved February 07, 2018. SCIENCE
Kyle
編輯,臺灣科技大學材料科學與工程系學生,平日喜歡閱讀、騎車,衝浪。

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