科普小知识:生男生女,女王蜂自己决定 | |
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http://www.sina.com.cn 2003年09月11日14:23 中国日报网站 | |
中国日报网站消息:蜜蜂是组织严谨的社会性昆虫,一个蜂群王国是由一只女王蜂领导300~400只雄蜂和数万只工蜂组织而成,各司其职。体型最大的女王蜂负责产卵,牠会选择与体力最强的雄蜂交配。女王蜂只要与一只雄蜂交配,吸取雄蜂的储精囊,便可终生产卵,一生约可产下100万颗卵,其中没有受精的卵会孵化成雄蜂,而受精卵则孵化成日后担任工蜂角色的雌峰。 人类的性别是由X、Y性染色体来决定,有两条X染色体的是女性,男性则各有一条X、Y染色体。而像蜜蜂这种群居性的膜翅目动物,其性别决定基因就没这么简单了。由于蜜蜂生产大量蜂蜜,一旦蜜蜂遭受环境污染物的影响,便可能大幅影响人类的农业经济,因此蜜蜂基因组的定序计画被视为重要的研究。 为何蜜蜂是依其卵的受精与否来决定性别?这个人类困惑了长达150年的谜题,经由基因组揭密,终于有了初步的解答。8月下旬,由美国国家人类基因组研究院主持的蜜蜂基因组计画,终于完成了定序的工作,而德国及美国的研究者也已经找出决定蜜蜂性别的遗传讯息。 德国马丁路德大学的贝伊、哈席尔曼和美国加州大学戴维斯分校的昆虫学家佩奇、芬卓克等人,在8月22日出版的《细胞》期刊中指出,他们找到了称做“性别决定互补因子”(csd)的蜜蜂基因,这个基因包含有19个对偶基因。为什么称为性别决定互补因子呢?因为雌峰身上带有csd基因的两个复本,而雄蜂只有一个。 研究者发现,雌峰的这两个csd基因复本,分别来自父亲与母亲,两个复本会合力制造出一种具有活性的蛋白质,能够诱使受精卵发育成雌性;而未受精的蜂卵只含有来自母亲的csd,缺乏有活性的蛋白质,因此长成雄蜂。 研究人员针对csd的四种对偶基因序列进行研究,发现它们之间有很大的差别。此外科学家也发现,同一个对偶基因可以在雄蜂和雌峰体内都出现,表示并没有特定的对偶基因是雄性独有或雌性独有,而是csd复本数目才能决定性别。科学家发现,蜂卵产下后的12个小时,csd基因会开始活化,并在发育过程中持续表现。如果研究人员用RNA干扰方法抑制csd基因的活性,雌性卵就会长成雄蜂,而相同的方法用于雄卵则不会产生任何效果。 人们从小蹲在地上观察蚂蚁、蜜蜂和黄蜂这些群居性的昆虫,莫不想深入了解牠们极为复杂的社群组织,因此csd基因绝对是一项非常重要的发现。在正常状况下,一只女王蜂可以跟好几只雄蜂交配,以使得后代有多样的csd基因组合。不过,有时候雌性难以找到性伴侣,她会先产下一只雄蜂,然后再和牠交配,可是近亲交配的结果,使得雌蜂与跟她有相同csd基因复本的雄蜂交配,而产下没有生育力的雄蜂,结果工蜂就会把这些没有生育力的雄蜂杀死。养蜂业时常会以近亲繁殖的方法提高蜜蜂产量,可是这样会造成许多不孕的后代,代价实在太高了,因此科学家这次找出决定蜜蜂性别的基因,不但是科学上的一大突破,对养蜂业者而言也是一大福音。(来源:科学人) | |