剛剛,染色體最多動物被證實!一只來自摩洛哥深山的藍色小蝴蝶,體內竟被證實塞下了高達229對染色體,數(shù)量是人類10倍,一舉奪下已知非多倍體動物的“染色體之王”寶座!
生命演化的劇本,遠比我們想象的還要瘋狂。
你沒看錯,就是這只名為阿特拉斯藍蝶(Polyommatus atlantica)的小家伙。
當我們人類還在為自己擁有23對染色體而自豪時,它的染色體數(shù)量已經(jīng)達到了一個令人瞠目結舌的數(shù)字——229對。
這是什么概念?它的近親,比如在英國很常見的普通藍蝶,只有24條染色體。
那么問題來了,這么多染色體是從哪來的?難道是基因復制粘貼上癮了?
答案恰恰相反。
來自威康桑格研究所和進化生物學研究所的科學家們通過完整的基因組測序發(fā)現(xiàn),阿特拉斯藍蝶并沒有復制自己的基因組。
相反,它走上了一條更為狂野的道路——染色體裂變(Fission)。
蝴蝶的祖先原本只有24對染色體,就像24本厚厚的“基因天書”。
在過去大約三百萬年的演化中,阿特拉斯藍蝶的祖先們不知為何,開始瘋狂地“撕書”,把這24本厚書撕成了229本超薄的小冊子。雖然書的總頁數(shù)(也就是遺傳信息總量)基本沒變,但“書本”的數(shù)量卻暴增了近十倍。
然而,這場瘋狂的“撕書”游戲并非毫無章法。
科學家們發(fā)現(xiàn),斷裂點往往選擇在DNA包裝比較松散的區(qū)域(即常染色質區(qū))。
更令人稱奇的是,在這場席卷整個基因組的“大分裂”中,有一個“部門”卻安然無恙,那就是——性染色體。
是的,決定蝴蝶性別的Z和W染色體,像是有金鐘罩護體一般,完美地保持了完整形態(tài),沒有參與這場裂變狂歡。
這表明,性染色體在進化中受到了極其嚴格的限制,它們的功能太過關鍵,以至于任何“撕裂”都可能導致災難性的后果。
那么,是什么給了它“撕碎”染色體卻不出錯的勇氣?
研究團隊在蝴蝶的染色體內部,發(fā)現(xiàn)了一個驚人的秘密:大量的內部端粒重復序列 (internal arrays of telomeric repeats)。
端粒,通常被認為是染色體的“帽子”,保護著兩端。但在阿特拉斯藍蝶體內,這些“帽子”竟然出現(xiàn)在了染色體的中間地帶。
科學家推測,這些內部的“帽子”可能就像是預先畫好的虛線,為染色體的安全斷裂和重新“封口”提供了便利,確保了這場瘋狂裂變的可行性。
這項研究的意義遠不止于發(fā)現(xiàn)一個“怪咖”蝴蝶。染色體的重排和不穩(wěn)定,恰恰是人類癌細胞的一個顯著特征。通過研究阿特拉斯藍蝶如何駕馭如此劇烈的基因組變化,或許能為我們理解甚至干預癌細胞的染色體變異提供全新的思路。
同時,它也為我們揭示了物種形成和演化的一個極端案例,為保護這個因氣候變化和棲息地破壞而瀕臨險境的獨特物種,提供了最根本的科學依據(jù)。
參考文獻:
C. J. Wright, et al. Constraints on chromosome evolution revealed by the 229 chromosomes of the Atlas blue butterfly, Current Biology (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.08.032.
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