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干掉孟德尔和达尔文的「自私基因」

2016-06-17知识

提前说明,这个自私基因 和道金斯先生的自私基因完全是两码事。道金斯先生好歹还在提个假说来解释进化论,这个R2D2的目标则是直接干掉孟德尔和达尔文 。

在电影星球大战中,机器人R2D2是一个有趣的机器人。在动物世界里,R2D2是彻头彻尾的「自私基因」。R2D2违背了基因遗传法则和达尔文进化论 。R2D2本身可能 损害家鼠的生育能力,但是却可以迅速在家鼠群体中传播开来

R2D2是家鼠二号染色体 上的一个片段,含有多拷贝的Cwc22基因。这个基因有个特点,最初的时候,老老实实,但是当Cwc22基因拷贝数 超过了7之后,这个片段就变得「自私」起来。或者说,它疯了。

我们来边回顾高中生物边讲述这个基因的吊炸天

孟德尔遗传学定律: 分离定律和自由组合定律 ,相信大家一定对这个印象深刻,什么遗传病啊,亲本子代啊之类的,算的很多人头昏脑涨。

R2D2:我不认识孟德尔 ,所以我不听我不听。

计算机基于遗传定律 模拟预测的184代后所有后代会携带R2D2,而真实情况呢,15代搞定。这让孟德尔很忧伤。

达尔文进化论: 不多说了,物竞天择,适者生存这八个字可谓精华。

R2D2:我也不认识达尔文,我就是不适,我还偏偏要生存。

这个基因是个标准的劣势基因。含有这个R2D2片段的卵子比起不含这个片段的卵子,体积会小一些,显然这种小体积的卵子更不利于后代的生存。根据演化规律,生育能力的减弱应引起自然选择淘汰R2D2。但显然,自私DNA片段战胜了自然地选择

好吧,我就想问,R2D2,你为什么这么碉堡呢?

这是这个基因的扩散图

Distribution of sum-intensity across three probes in R2d on the MegaMUGA array for mice with non-recombinant CAST/EiJ haplotype

横轴是染色体号

这个基因之所以这么吊,是因为 雌性减数分裂驱动 ,也就是说,它不走寻常分裂路线,它直接牺牲整个适应度。让小鼠繁殖能力下降,大概下降20%。但是它自己却很好的增加了传递的效率。

接下来解释一下什么叫做雌性减数分裂驱动,学过高中生物的我们知道减数分裂会发生不均匀分离

过去,大家认为这个分离,属于染色体级别的,所以,虽然减数,但是还是符合分离定律和交换定律 的。

然而,有些基因却在这里大放异彩。由于同源染色体 的不等分离,可使减数分裂中分离染色体多的一方增加连锁群的频率,从而引起群体遗传结构发生变化。

这个现象最早是1957年L.桑德勒 在果蝇中发现,果蝇的SD基因,在雄性,具有SD的染色体可传给95%的子代 。

而R2D2之所以犀利,是因为这是哺乳动物。

这家伙,就是个叛徒

如果我们掌握了这个机制,那么,我们完全可以推动减数分裂驱动,直接让一些物种的性比失衡,然后就灭绝了


J.P. Didion et al. R2d2drives selfish sweeps in the house mouse. Molecular Biology and Evolution . Published online February 15, 2016. doi: 10.1093/molbev/msw036.