基因重组可以丢掉坏的基因变异

为什么尽管无性生殖有许多好处,但许多物种还是选择了两情相悦?一项新的研究给出了这一问题的答案。

根据美国科学家的这一研究,两性交配看起来更容易使物种把好的基因变化遗传下去,而将基因的累赘丢在后边。

加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的莱斯博士在接受记者采访时说,当他向窗外望去的时候,几乎所有能够看到的生物都是通过交配来繁殖的。为什么会这样?这个问题一直让科学家迷惑不解,因为在比较有性繁殖和无性繁殖的优劣的时候,无性繁殖总是胜者。

无性繁殖物种的一个优越性是它们能够比有性繁殖的物种繁殖得更加快。莱斯解释说,这是因为它们能够克隆自己。无性繁殖的另一个优点是,由于不需要基因的重新组合,父辈的基因会百分之一百传给后代,那些有益的基因因此能够代代相传下去。

“这是一个谜,”莱斯说,尽管无性繁殖有这些优越性,但是有性繁殖却主宰了这个世界。

有一种解释是,基因的混合可能使自然选择更加有效。为了验证这一观点,莱斯和他的同事跟踪了34组果蝇的一个有益的基因变异。

其中一半果蝇通过基因重组繁殖后代,而另一半不是。研究者跟踪了这个基因变异在一代代之间是如何传递的,一直跟踪到第10代。

“我们发现了基因重组一个非常明显的优越性,”莱斯说。

起初,两种果蝇向后代传递这个基因变异的比率是相近的,但是后来,这个有益的基因在基因重组的果蝇中增加了,但是没有基因重组的果蝇中却没有增加。

“基因重组者在遗传过程的长跑中状况良好,但在短跑中却不是。”莱斯说。

最近一期的《科学》杂志刊登了这一发现。

莱斯说,基因重组不仅使有性繁殖的物种以更快的速度累积了有益的基因变异,而且使坏的基因变异丢掉得更加快了。

让有益的基因变异不断地扩展,同时不让其他基因的有害的变异跟着往下传,性交通过这种方法来改善物种的适应性。但科学家认为有性繁殖的优越性可能不止这些,遗传学家将继续对性保持着极大的兴趣。

基因变异的好与坏

一说起基因突变,仿佛有一种可怕的感觉,其实地球上的生物之所以呈现出多样性,正是基因突变的功劳。那什么是基因突变呢?基因突变又有哪些好处与坏处呢?下面就和小编一起来科普一下这方面的知识吧。

什么是基因突变?

基因组DNA分子发生的突然的、可遗传的变异现象被称作基因突变。从分子水平上看,基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变,在一个位点上,新出现的基因代替了原有基因。

基因突变什么时候发生?

基因绝大部分时候都十分稳定,能在细胞分裂时精确地复制自己。但在一定的条件下基因也可以从原来的存在形式突然改变成另一种新的存在形式,这个突变过程可以发生在生物发育生长的任何时期,只要生物体内有DNA的复制过程,就存在基因突变的可能。

基因突变的益处

少数的基因突变是有益突变,例如一只鸟的嘴巴很短,基因突变后,后代嘴巴会变长,这样会更容易捕捉食物或水,更有利于竞争生存。就生物整体而言,基因突变为生物多样性提供了基础,突变为自然选择提供了原料,只有出现多种可能的等位基因,自然选择才能够通过改变基因出现频率,影响生物进化的方向。

基因突变的危害

绝大多数基因突变都是有害的,因为突变是一个“随机”的错误,仅有很少部分能够带来比原来更好的功能匹配,大多数发生突变的个体甚至是会迅速死亡,被进化淘汰。比如,人类在胚胎时期发生的基因突变,绝大多数都是导致胎儿畸形发生,有益的变化微乎其微。

小贴士

人类基因突变可以是自发的也可以是诱发的,长期接触诱发因素可以导致基因突变率升高。但就个体而言,基因突变几乎都是有害的,所以我们应尽量远离生活中的诱变因素。常见的诱变因素有X射线等电离射线,农药、色素、染料等化学制品,还有如乙肝病毒等细菌、病毒也是重要的诱变因素,应该远离。

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