尽管我们可能认为自己与水滴状绿藻,我们其实并没有那么不同。
藻类爆炸几亿年前被认为是所有人类和动物生命得以进化的原因,而且总而言之只有大约十五亿年我们之间就进化而言。
另外,根据日本研究小组的说法,藻类实际上可以帮助我们了解不同的性别系统(例如男性和女性)最初是如何进化的。
东京大学和其他一些日本大学的研究人员发现,一种称为“绿藻”的绿藻星斑鳅具有三种不同的性别——“男性”、“女性”,以及团队称之为“双性恋”的第三种性别。这是首次发现具有三种性别的藻类物种。
“发现一个具有三种性别的物种似乎很罕见,但在自然条件下,我认为它可能并不那么罕见,”研究人员之一、东京大学生物学家野崎久义说。
藻类并不是一个非常具体的科学分类。这是一个非正式术语,指的是大量利用光合作用获取能量的不同真核生物。它们不是植物,因为它们缺乏许多植物特征;它们不是细菌(尽管蓝细菌有时被称为蓝绿藻);而且它们不是真菌。
一切都来自多细胞巨型海带物种,一直到可爱的单细胞甲藻可以归类为藻类。
由于藻类是一个庞大而多样化的群体,它们的繁殖方式有很多差异,但通常藻类能够无性繁殖(通过克隆自身)或有性繁殖(与伴侣),具体取决于生命周期阶段它们可以是单倍体(具有一组染色体),也可以是二倍体(具有两组)。
还有雌雄同体的藻类,它们会根据生物体的基因表达而发生变化。拥有三种性别,包括雌雄同体,被称为“三异株'。
但沃尔沃辛 绿藻斯塔氏松又与此不同。这种单倍体藻类的双性形式具有雄性和雌性生殖细胞。研究小组将其描述为藻类完全独特的“新单倍体交配系统”。
斯塔氏松形成 32 或 64 个同性细胞营养群体,并具有与人类相似的小型可移动(雄性)和大型不可移动(雌性)性细胞。雄性性细胞通过精子包被送往世界各地,寻找可以附着的雌性群体。
双性恋斯塔氏松两者都有,可以形成雄性或雌性群体,因此可以与雄性、雌性或其他双性恋者交配。
(高桥航平)
多于:性诱导的雄性藻类群体(左)。带有雄性精子包的雌性群体(中心)。雄配子分离的雌性菌落(右)。
研究人员特别兴奋,因为其他密切相关的藻类具有不同的性别系统,这意味着这一发现可能能够告诉我们更多关于这些性别变化如何进化的信息。
“混合交配系统,如三异体,可能代表二倍体生物中雌雄同体(有雄性和雌性)和雌雄同体(只有雌雄同体)交配系统之间进化过渡的中间状态,”该团队在他们的新论文中写道。
“然而,此前尚未报道过在单一生物物种内具有三种性别表型的单倍体交配系统。”
30 年来,野崎一直在东京郊外的相模河收集藻类样本。研究小组使用了 2007 年和 2013 年从该河沿岸湖泊采集的样本来进行这一新发现。
研究小组分离了藻类群体,并通过剥夺它们的营养来诱导它们进行有性繁殖,发现双性藻具有“双性因子”基因,该基因与之前发现的雄性和雌性特定基因不同。
双性细胞也具有雄性基因,但可以产生雄性或雌性后代。
“在野生种群中,单一生物物种中三种性别表型的共存可能并不罕见。”研究人员得出结论。
“持续的实地收集研究可能会揭示其他沃尔沃辛物种中进一步存在三种性别表型。”
该研究发表于进化。