科学家对青蛙性基因中令人惊讶的进化曲折感到震惊

麦克马斯特大学的研究人员在 11 种非洲爪蛙中发现了 8 种不同的性染色体，揭示了令人惊讶的遗传多样性。该研究发现这些染色体位于具有高遗传重组的基因组区域，挑战了现有的关于性别决定基因进化的理论。这项研究强调了性别分化等关键生物学特征如何通过新开发的基因快速进化。

非洲爪蛙以其扁平的身体、发声器官和后脚前三趾上的爪子而闻名。

麦克马斯特大学的研究人员在非洲爪蛙中发现了令人惊讶的遗传多样性，非洲爪蛙是世界上研究最广泛的两栖动物之一。

通过基因组分析，科学家在 11 种青蛙中发现了 8 种不同的性染色体。这些染色体中的许多可能携带新进化的基因，负责触发雄性或雌性发育。

在这项研究之前，研究人员只知道该物种有三条性染色体，这是遗传进化领域的一项突破性发现。

非洲爪蛙因其与人类的进化关系密切而被用作生物研究的模型生物。

“在这些青蛙中，我们发现即使是在密切相关的物种中也存在着非凡的变异，这使我们能够探索性别决定等重要事物是如何迅速进化的，”麦克马斯特大学生物学系教授、《分子生物学与进化》杂志一项新研究的主要作者本·埃文斯 (Ben Evans) 说。埃文斯与来自捷克、法国、美国和南非的同事一起开展了这项工作。

非洲爪蛙因其与人类的进化关系密切而被用作生物研究的模型生物，并且早期发育发生在外部，因此可以很容易地观察和操纵基本过程。

这种青蛙生活在撒哈拉以南非洲，生活在流速缓慢或死水中。它们以扁平的身体、能在水下发出声音的发声器官以及后脚前三根脚趾上的爪子而闻名，它们用爪子撕碎食物。

在这项研究中，研究人员确定了新发现的性染色体的位置，这让他们更加惊讶。

流行的理论认为，性别决定基因通常出现在基因组中重组率较低的区域——父母双方的遗传物质交换会在后代中产生新的性状混合。

相反，他们发现这些新进化的基因几乎普遍位于基因重组率高的区域，这引发了人们对非常重要的生物性状（如性别分化）的遗传基础如何以及为何会如此迅速地进化，以及新基因和遗传功能是如何产生的。

“如果在一些更古老的群体（例如大多数哺乳动物或所有鸟类）中进行同样的测试，你会发现它们的性染色体都是相同的，”埃文斯解释说。“但这群青蛙——形成鲜明对比——具有令人难以置信的多样性。”

“很可能这些青蛙中多次出现新基因来协调性别分化，通过充当发育级联顶端的‘开关’或‘雌雄开关’，”他说。

2015 年，埃文斯（他研究非洲爪蛙已有 20 多年）领导的团队发现了六个新物种，并将另一个物种重新添加到已知物种列表中，为当前的研究提供了基础信息。

编译自/ScitechDaily