先有男人还是先有女人,先有鸡还是先有蛋!

在长达30多亿年的生命进化史上,性别起源无疑是一个重大事件,生命何时出现雌雄之分?这个问题一直困扰着科学家们,或许今天我们能从一种常见的水果木瓜中找到答案,南京农业大学的专家们研究认为,木瓜的雄性区域很有可能和人类2亿至3亿年前的Y染色体相似,这种水果Y染色体基因为人类性染色体起源和进化的初始阶段所发生的事件提供间接证据。
近日,以王秀娥和张文立博士为共同第一作者的题为《DNA methylation and heterochromatinization in the male-specific region of the primitive Y chromosome of papaya》的研究论文发表在世界著名杂志《Genome research》上。
神奇木瓜拥有“三性”
在科学家的眼里,木瓜就像是水果中“歌德巴赫猜想”,蕴藏着很多科学谜题。南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室王秀娥教授告诉记者,木瓜这种植物不同寻常,因为它有三性——雄株、雌株和雌雄同株。在植物世界中,像木瓜这样拥有“三性”的植物是非常少见的。
最初,科学家在研究木瓜的时候,主要是看中木瓜的性别有着很强的经济价值,顾客偏爱雌雄同株木瓜所结的果实,专家希望解密木瓜的性别,从而找到控制木瓜性别的方法,种出更多的雌雄同株的木瓜,提高果农的经济效益。
不过后来,科学家们在木瓜身上找到了更为有趣的研究方向,木瓜具有奇特的“三性”,代表着它还正处于性别分化的起始阶段,或许通过它,专家能够找到“性别起源”的秘密。美国夏威夷大学的Ray Ming教授领导的课题组和多个实验室合作开展相关研究,王秀娥教授在美国Wisconsin大学Madison分校蒋继明教授的指导下,和张文立博士等专家对木瓜开始了新一轮的研究。
可能源于基因突变
男性和女性之间的区别在于Y染色体,正是Y染色体制造了男性激素,使一个人成为男人。专家告诉记者,Y染色体的起源很有可能是在某种特殊的情况下,常染色体发生了某种基因突变,产生退化,从而不育,生成出Y染色体。
决定人类性别的染色体,究竟是在什么样的情况下发生突变,性别究竟是如何进化的,专家们一直在寻找答案,专家说,人的性别染色体Y染色体和X染色体经过长时间的进化,早已进化得非常完善,不可能让人类的进化倒退,来寻找性别起源的那一刻究竟发生了什么,专家于是向刚刚进入“性别分化”的植物身上寻求答案,而木瓜恰好是这样的奇性植物,代表着性别分化的初始阶段,根据它的进程,可以作为一种研究性染色体的模式物种。
与两三亿年前的人类性基因相似
专家告诉记者,科学家认为X-Y染色体的分化是通过抑制重组实现的,一般情况下,联会的同源染色体通过交叉使双亲的遗传物质发生重组,可以产生新的重组体。
在研究中,研究人员在一株雌雄同株的木瓜身上发现了一条刚刚处于起源阶段的原始性染色体,这个木瓜的雄性区域很小,约占该条染色体的10%,这进一步说明它是一条初始的性染色体,同时这个雄性区域似乎已经丢失了一些编码蛋白的DNA,这种丢失通常被认为是Y染色体从X染色体中分化的一个步骤。
专家说,这样的雄性区域和两亿年到三亿年前,人类的Y染色体的进化状况有相似之处。是不是通过木瓜初始性别基因,就能够找到性别基因起源的基制呢?沿着这种思路,专家们开始了性别起源的进一步探索
木瓜的这条初始性染色体,究竟是如何从雄性区域延展到整条Y染色体的?王秀娥告诉记者,专家们利用一种生物技术,即通过DNA分子原位杂交和免疫荧光分析直观地研究了这条初始性染色的重组抑制过程。这些研究结果表明,在性染色体进化的早期阶段,DNA甲基化和异染色质化发挥了重要作用,这也为人类性染色体起源和进化的初始阶段所发生的事件提供了一个直接的证据



葬火龙化石显示其孵蛋场景
一个古老的问题流传已久:到底是先有鸡,还是先有蛋?如果以进化的观点来回答这一问题,那么答案很明显:先有蛋。恐龙——作为鸟类的祖先,就是产蛋的,因此,在属于鸟类的鸡出现很早之前,就有蛋了。在化石证据与进化观点的辅佐下,回答这个问题很轻松。对恐龙进化的研究,会提供许多鸟类显著特征的进化路途,如中空骨骼、温血、羽毛及飞行能力等。
生活于1.5亿年前的始祖鸟,综合拥有鸟类特征与非鸟类特征,包括带羽毛的翅膀、牙齿及长尾椎骨等。最早的始祖鸟化石于1861年被发现。但是时至今日,关于鸟类起源何处的意见仍没有统一,鸟类与现今的鳄鱼组成了一个类群,但它们与其他已灭绝类群的关系却仍不清楚。
灵异与推理
鸟类源于恐龙的理论最早由Thomas Henry Huxley于1869年提出,当时并没有太多人支持他,直到恐爪龙(Deinonychus)于1960s被John Ostrom发现,最近在中国发现了许多带羽毛的恐龙。许多鸟类独有的特征都有深远的来源,比如中空骨骼首次出现于2亿年前晚三叠世的恐龙中,如蜥臀目的暴龙和梁龙。
同时,我们还能从早期蛋化石证据中找到现在早餐蛋的来源,如鳄鱼、少量龟类、鸟类生产出带碳酸钙晶体的硬壳蛋,这与蜥蜴、蛇类、多数龟类、产蛋哺乳类所生产的原始革状蛋不同。鸟蛋同时也具备一些爬行动物蛋中不曾出现的特征,它们的蛋更长形,一端更尖,对称性也不强;鸟类直接利用体温来孵蛋,一次只产一枚蛋,而鳄鱼等其他爬行动物则拥有两个输卵管。
一些小型的、双足行走的肉食恐龙身体长约1~3米,如葬火龙(Citipati)和伤齿龙(Troodon),它们是恐龙家族中与鸟类最亲近的种类。与鸟类相似,它们拥有羽毛(但不会飞),它们的蛋也有许多与鸟蛋相似的特征。它们的蛋与体型相比相对较大,可达15~18厘米,也是长形蛋,只不过呈对称形。巢穴化石显示它们一次可产15~24枚蛋,且成对出现,表明这类恐龙也具两个输卵管。它们的巢穴直接在土里筑成。葬火龙的化石显示它拥有与鸟类相似的孵蛋行为:它的腿重叠在身下,胳膊在两边伸展开,包围着蛋,为其提供热量与保护。
其他恐龙也拥有许多不同的策略与生态,一定有许多各式各样的恐龙巢穴类型及蛋形等待着被发现。最近在阿根廷内乌肯省的Auca Mahuevo发现的恐龙巢穴化石令人异常激动,在这里的古河床里完好地保存着上百个蜥脚龙类巢穴。蜥脚龙是一类长脖子的恐龙(还包括如梁龙和腕龙),尽管体型很大(可达40吨),它们的蛋却只相当于一枚驼鸟蛋。它们的蛋呈椭圆形,每个巢穴都有15~40枚蛋化石,蛋在窝里紧密成堆,说明孵蛋行为并没有发生。
下次当你打碎一只鸡蛋时,你就可以在脑中想象一下它经历了上亿年的时间才形成现在这样的形状。

楼主 别抓我会跑的  发布于 2013-09-09 23:00:00 +0800 CST  

楼主:别抓我会跑的

字数:2665

发表时间:2013-09-10 07:00:00 +0800 CST

更新时间:2016-12-29 08:45:58 +0800 CST

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