話說,我們或多或少聽說過一些雜交物種,例如獅子和老虎孕育出來的後代獅虎獸(Liger)…
馬和驢產生的雜交後代騾子…
這一些雜交動物的出現,大家也都見怪不怪。畢竟獅子和老虎同屬貓科動物,馬和驢也是生物學上的親戚,共同的祖先並不是太遙遠。然而一年前,匈牙利生物學家鬧出意外的一場實驗,卻震驚了生物學界:一條雌性俄羅斯鱘魚(Russian sturgeon),和一條雄性美國匙吻魚(American paddlefish),兩種上億年間都沒有任何交集的“活化石魚”,卻在一場實驗中意外產生出了共同後代。更讓人震驚的是,這場實驗,是在科學家原本設定雙方不能產生後代的前提下才進行的,結果,卻意外孕育生了一批史無前例的雜交魚——sturddlefish…sturddlefish
俄羅斯鱘魚通常生活在東歐,西伯利亞,以及中東的海床,湖泊和河流裡,是一種存在了上億年的遠古魚類,是魚子醬的來源之一,野生種群是全球瀕危物種。
美國匙吻魚只生活在美國的河流裡,同樣是一種遠古魚類,分佈的區域非常單一,在美國之外的任何地區都看不到它們的蹤影。
單從外形上看,兩者差異還是相當大的。美國匙吻魚,俄羅斯鱘魚,以及我國中華鱘,在今年早些時候均被列入“嚴重瀕危物種名單”,被認為是“比世界上任何其他物種都要瀕危”的種群。也因此,研究這幾種瀕危遠古魚類的繁殖,便成了各國科學家最重視的課題。一年多以前,匈牙利科學家啟動了一項俄羅斯鱘魚的繁殖計畫,這次實驗的繁殖辦法採取的是雌核發育(gynogenesis),是一種被稱為“假受精”的無性繁殖方式,它的原理是:找一種雄魚提供精子,用來給雌性俄羅斯鱘魚授精,但雄魚的精子只用於激活受精卵,其DNA卻並不進入受精卵的細胞核,受精卵的細胞核(遺傳信息)全部來源於雌魚。俄羅斯鱘魚
可以說,雌核發育的繁殖方式裡,雄魚就是一個提供精子用於激活的“工具魚”,自己的DNA完全不能遺傳給雌魚的下一代。既然雄魚只負責提供精子,匈牙利科學家們便想到了美國匙吻魚,因為美國匙吻魚和俄羅斯鱘魚雖然有共同的祖先,卻早在1.84億年前就分開進化了(獅子和老虎在5500萬年前才分開進化)。兩種魚分別演化出了各自不同的生理特徵,進食方式和生活習性,也生活在兩片完全沒有交集的棲息地。在匈牙利科學家的預想中,上億年的隔離,美國匙吻魚和俄羅斯鱘魚不可能產生後代,那麼由雄性美國匙吻魚來充當的“工具魚”再合適不過了——它的精子既能成功激活俄羅斯鱘魚的受精卵,又不至於產生後代影響雌核發育的實驗結果,簡直是完美的“精子提供者”。美國匙吻魚
令科學家們萬萬沒想到的是,實驗出現了令人震驚的意外…據項目組科學家Miklós Bercsényi博士介紹,有一天,一位同事一臉驚慌地跑過來告訴他,俄羅斯鱘魚的卵和美國匙吻魚的精子接觸後,竟然受精成功,還發育到了胚胎狀態…Bercsényi瞪大了眼睛:“不可能,隔絕了上億年的兩種魚,怎麼會……”Bercsényi博士
帶著疑惑,Bercsényi趕緊組織人手做了重複實驗,結果讓他大吃一驚,美國匙吻魚的精子和俄羅斯鱘魚的卵真的成功結合,不但發育成了胚胎,最後還生出了小魚……這些出生的小魚慢慢長大,它們有一些長著長長的像美國匙吻魚一樣的口鼻部,有的身上卻又長著像母親俄羅斯鱘魚一樣的魚鰭。總之,這些小魚有的像美國匙吻魚多一點,另一些則更像俄羅斯鱘魚。研究人員對這些小魚做了DNA分析,證實它們是的確是包含了兩種魚DNA的雜交品種。於是,研究人員將這種史上從未出現過魚起名為sturddlefish…
sturddlefish繁衍出來一年後,大約有100條存活了下來,它們發育得很好,一直在茁壯成長,據Bercsényi估計,不出意外,這批sturddlefish很可能存活100年之久。不久前,Bercsényi和項目組成員將這場實驗導致的意外雜交寫成論文,發表在了《基因》期刊上。兩個在進化鏈上分開了1.84億年的古老魚類,如今居然意外生出了雜交的後代,這讓生物學界震驚的同時,也改變了人們對雜交生物的認知。雖然結果意外,但生物學家們還是分析出了情理之中的原因:一切,都因為兩種魚的進化實在是太慢了…從1.84億年前分開,美國匙吻魚和俄羅斯鱘魚都各自進化得無比緩慢,和它們共同祖先相比,它們很多方面其實並沒有特別大的改變。上億年的微小變化,導致了兩種魚雖然生活在相隔萬裡的區域,但彼此的基因依然具有兼容性,從而得以產生後代。
同時也說明,美國匙吻魚和俄羅斯鱘魚這兩種古老魚類之間的差異,遠不如過去人們想像的那麼大。不過,據科學家們介紹,雖然意外誕生了一大批sturddlefish,但和很多雜交魚一樣,它們也不能再產生後代,作為新一批的魚中“騾子”,科學家們不打算再將它們繁殖下去。畢竟,這個實驗中的意外,終究不能解決美國匙吻魚,俄羅斯鱘魚以及中華鱘面臨的瀕危局面,科學家們還得繼續探索這些“活化石”魚類的繁殖問題…