Science:雄性线虫会通过精液杀死异性同伴

2013-12-30 13:54 · 21830

近日,来自普林斯顿大学的研究者揭露线虫一个鲜为人知的秘密。当雄性与雌性交配时,雄性线虫的精液会导致雌性线虫脱水、过早地衰老甚至死亡的现象,研究者称导致这一现象原因在于雄性线虫精液里面有一种叫 DAF-16的物质。


对于一些雄性动物来说,雌性并不是良好的伴侣或者是传播基因的“工具”。至少在雄性秀丽隐杆线虫眼里就是这样,雌性秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是潜在的竞争者。雌性线虫可不需要雄性线虫,自体繁殖后代。但是雄性线虫则不是这样,如果没有雌性,它们的基因就无法传播到下一代。

近日,来自普林斯顿大学的研究者在它们身上,揭露了一个鲜为人知的秘密。当雄性与雌性交配时,雄性线虫的精液会导致雌性线虫脱水、过早地衰老甚至死亡的现象。Lewis-Sigler 综合基因组研究所分子生物学教授Coleen Murphy称,通常与雄性线虫交配的雌性线虫寿命会减少1/3-1/2。

研究者称,他们对这一结果颇为感到惊讶,因为以前从来没有发现雌雄交配之后,会导致雌性的寿命减短的现象,这看上去违背了进化论的基本理论:性选择。雄性总是为了讨好雌性,进化得无比强壮或者是色彩艳丽,因为这样吸引雌性,从而能够将自身基因更多地传播到下一代。



然而,细究一下这种线虫,我们发现它们是雌雄同体的话,雄性的这种策略也颇具进化意义。秀丽隐杆线虫是一种雌雄同体的动物,但仍有约0.2%比例的雄性线虫,长度约1 毫米。雌性线虫可以进行孤雌生殖,它们并不需要雄性,即可进行繁殖。然而雄性动物却不一样,它们则需要同雌性交配之后,才能够传播自己的基因。雄性通过交配时毒杀雌性线虫,从而获得种内竞争上的优势。因为它能阻止雌性再与其他的雄性交配,或者它们自身产生后代,从而更有利于自己的基因传播以及减少潜在的竞争者。

至于为什么雄性的精液会有毒,研究分析称,雄性线虫的精液里面有一种叫 DAF-16的物质,当其注入雌性的体内时,会使其失去对压力的反应,从而导致其脂肪丢失以及生命周期减短。另外还有一种物质叫DAF-9会同 DAF-12一起作用,导致雌性水分丢失,从而造成其因缩水而死亡。事实上在其他的Caenorhabditis属线虫中,这种现象也会出现。

既然,雌性是雄性的潜在竞争者,为什么雄性线虫吃掉或者直接杀死雌性呢?首先是雌性并没有摆在雄性的食谱上,它们主要以微生物为食,雌性对于雄性来说,个头未免太大了一些,另外在同雄性交配过的雌性,其还是能够先产生其后代出来,这样雄性的目的,已经达到,而这之后,雌性才会慢慢死亡。

这项研究是该领域的首次发现,由普林斯顿大学的一位华人研究者进行,发表在Science杂志上。
关键词: 线虫 进化机制