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新聞資訊

PNAS：性別差異在原生動物中已經存在

2015-07-27
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在真核生物中，主要有兩種生殖方式，一種是有性生殖，另外一種是無性繁殖。有性生殖大體上應該是真核生物所獨有的，而無性繁殖在真核生物中則顯得比較意外。美國加州大學歐文分校的研究者，通過分析兩種蛋白（HAP2 和GEX1）的同源關係，發現真核生物的性別分化出現的很早，很可能在真核生物的上一個共同祖先中就存在。而且他們認為有性生殖起源於線粒體帶來的活性氧自由基的氧化壓力相關。

針對很多原生動物的研究發現，很多時候我們沒有觀察到這些真核“微生物”的有性生殖過程。然而，最新的研究認為，我們對於原生動物的理解還很少，例如在引起非洲昏睡病的布氏錐蟲上，近年來發現存在著減數分裂，而且其頻率要比想象的高。在其他的原生動物研究中，我們也很難觀察到有性生殖過程，這是受限於研究方法和這些單細胞生物的生活周期的。大量的基因組測序慢慢開始支持一種觀點，即在原生動物中，有性生殖或者兩性區別就已經開始出現。

研究者基於HAP2 和GEX1進行了同源性分析。HAP2和GEX1都與核融合以及同性配子的互相融合相關，這兩種蛋白可能代表了非常古老的有性真核生物的特性。這兩種蛋白通過同源分析，發現存在於多種不同的原生動物中，這就說明了原生物就已經開始存在著有性生殖的配子融合過程，因而性別區分出現在了真核生物進化的最初階段。盡管如此，還存在一些原生動物，確實沒有任何與有性繁殖相關的蛋白或者基因，可能它們真的就是無性生殖的。然而有些無性的原生動物，其實很可能是在很近的曆史事件中失去了有性的基因，而且伴隨有性基因消失的還有線粒體相關的基因。而且在真核生物鍾，似乎長時間的無性繁殖對於一個物種是很少見的，而且同源分析告訴我們幾乎所有的真核生物都有有性生殖相關的基因，可見性別區分出現的非常早。

研究者還試圖弄清楚減數分裂（有性生殖方式）的發展過程，他們認為減數分裂可能來自現存真核生物的細胞修複係統。而且之前就有很多研究認為，細胞內的氧化性損傷和真核細胞的減數分裂存在著很多關聯性。結合現有的數據，他們還認為，真核生物的有性生殖可能是作為一種細胞的求生係統，來自線粒體的大量的氧活性分子為細胞帶來了很大的壓力，因此通過這種有性生殖方式可以讓細胞以另一種方式繼續存活。因此，有性生殖的出現，很可能是與線粒體的內共生起源同步發展起來的。

正如中國古代哲學家老子認為的，“道而一，一而二，二而三，三而生萬物”，太極為一，陰陽為二，由陰陽配合而生三，就是由陰陽配合可以生出萬事萬物。數十億的性別進化，讓世界充滿了精彩。因為性別的差異，讓物種得以長久繁衍，以至萬世而不絕。這種性別自然的差異，體現在我們生活方方麵麵，因此異性之間更需要尊重和理解，也顯得更有了科學上證據支持。
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