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幹掉孟德爾和達爾文的「自私基因」

2016-06-17知識

提前說明,這個自私基因 和道金斯先生的自私基因完全是兩碼事。道金斯先生好歹還在提個假說來解釋進化論,這個R2D2的目標則是直接幹掉孟德爾和達爾文 。

在電影星際大戰中,機器人R2D2是一個有趣的機器人。在動物世界裏,R2D2是徹頭徹尾的「自私基因」。R2D2違背了基因遺傳法則和達爾文進化論 。R2D2本身可能 損害家鼠的生育能力,但是卻可以迅速在家鼠群體中傳播開來

R2D2是家鼠二號染色體 上的一個片段,含有多拷貝的Cwc22基因。這個基因有個特點,最初的時候,老老實實,但是當Cwc22基因拷貝數 超過了7之後,這個片段就變得「自私」起來。或者說,它瘋了。

我們來邊回顧高中生物邊講述這個基因的吊炸天

孟德爾遺傳學定律: 分離定律和自由組合定律 ,相信大家一定對這個印象深刻,什麽遺傳病啊,親本子代啊之類的,算的很多人頭昏腦漲。

R2D2:我不認識孟德爾 ,所以我不聽我不聽。

電腦基於遺傳定律 模擬預測的184代後所有後代會攜帶R2D2,而真實情況呢,15代搞定。這讓孟德爾很憂傷。

達爾文進化論: 不多說了,物競天擇,適者生存這八個字可謂精華。

R2D2:我也不認識達爾文,我就是不適,我還偏偏要生存。

這個基因是個標準的劣勢基因。含有這個R2D2片段的卵子比起不含這個片段的卵子,體積會小一些,顯然這種小體積的卵子更不利於後代的生存。根據演化規律,生育能力的減弱應引起自然選擇淘汰R2D2。但顯然,自私DNA片段戰勝了自然地選擇

好吧,我就想問,R2D2,你為什麽這麽碉堡呢?

這是這個基因的擴散圖

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

橫軸是染色體號

這個基因之所以這麽吊,是因為 雌性減數分裂驅動 ,也就是說,它不走尋常分裂路線,它直接犧牲整個適應度。讓小鼠繁殖能力下降,大概下降20%。但是它自己卻很好的增加了傳遞的效率。

接下來解釋一下什麽叫做雌性減數分裂驅動,學過高中生物的我們知道減數分裂會發生不均勻分離

過去,大家認為這個分離,屬於染色體級別的,所以,雖然減數,但是還是符合分離定律和交換定律 的。

然而,有些基因卻在這裏大放異彩。由於同源染色體 的不等分離,可使減數分裂中分離染色體多的一方增加連鎖群的頻率,從而引起群體遺傳結構發生變化。

這個現象最早是1957年L.桑德勒 在果蠅中發現,果蠅的SD基因,在雄性,具有SD的染色體可傳給95%的子代 。

而R2D2之所以犀利,是因為這是哺乳動物。

這家夥,就是個叛徒

如果我們掌握了這個機制,那麽,我們完全可以推動減數分裂驅動,直接讓一些物種的性比失衡,然後就滅絕了


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.