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行 为

2020-03-18

生物进化 2020年4期
关键词:强迫症表型精子

一亿年前介形虫的有性生殖行为

介形虫是一类具有双瓣壳的水生微型甲壳类动物,大小通常1 毫米左右,在地球上已经生存了将近5 亿年。自奥陶纪以来,介形虫就是地质记录中最丰富的节肢动物化石之一。介形虫化石不仅具有重要的生物地层学意义,是油气勘探中不可或缺的化石门类之一,而且在古环境重建和生物演化研究中也扮演着重要的角色。然而,绝大多数介形虫化石只保存有钙化的壳,软体部分(附肢和身体等)通常难以保存下来。但这些软体结构往往能够提供许多重要的古行为学信息,如生殖行为。最近,研究者利用高分辨率显微断层扫描技术对产于白垩纪缅甸琥珀中保存有软躯体的介形虫化石标本进行了研究,表明介形虫利用巨型精子进行有性生殖的行为在一亿年前就已存在,同时该结果也使已知最早的动物精子记录提前了至少5000 万年。该枚琥珀重0.676 克,长17.5 毫米、宽13.5 毫米、厚4 毫米,共保存了39 个介形虫化石标本。介形虫个体最大0.59 毫米,最小0.24 毫米。这些介形虫归属于三个不同的类群,并含有从幼年到成年的较完整的发育序列。本研究首次在白垩纪介形虫化石中发现介形虫的巨型精子,其长度至少相当于介形虫体长的三分之一。该发现也是已知最早的动物精子记录,将其化石记录提前了至少5000 万年。该化石研究表明与现代介形虫有性生殖相关的生殖器官(如抱握器、曾克氏器等)至少在白垩纪中期就已形成,其形态特征在一亿年间没有发生改变,同时也进一步表明介形虫的这种利用巨型精子进行有性生殖的行为在一亿年前就已存在,为生殖行为的演化停滞现象提供了一个重要实例。本研究还认为这种包含巨型精子的复杂生殖行为提高了介形虫交配的成功率,促进了非海相介形类在晚中生代的辐射演化。通过与现生介形类的生活环境对比,研究认为这些介形虫当时生活在靠近海边的潟湖环境中。

(Proc.R.Soc.B 287:20201661)

家犬与人强迫症存在显著的遗传趋同

强迫症是一种异质性极高的精神疾病,其表型、遗传和病因均具有明显的多样性,使得在人类群体中探索强迫症的潜在遗传和生物学机制异常困难。家犬作为最早驯化的一种家养动物,在自然条件下亦受到强迫症的折磨,且与人类强迫症具有多种相似表型。因此,开展家犬强迫症的遗传和细胞学研究将有助于阐明两者强迫症共享的生物学机制。近期,研究者针对转圈行为这一家犬强迫症的代表性表型,在两个独立犬种中(比利时马里努阿犬和昆明犬)开展了表型鉴定和全基因组测序工作。通过群体分化和全基因组关联分析筛选到11 个候选强迫症风险基因,且这些基因与人类全基因组关联研究揭示的强迫症关联基因有显著重叠,证实了人类和家犬强迫症的显著遗传趋同性。进一步的基因表达分析和功能验证表明两个强迫症候选风险基因PPP2R2B 和ADAMTSL3 可显著影响树突棘的发育、密度和形态,提示树突棘发育与功能改变可能参与了人和家犬共享的强迫症发病机制。研究揭示了人和家犬强迫症在遗传和细胞生物学方面的趋同性,提示家犬或可作为包括强迫症在内许多人类疾病研究的模型物种。

(Science Bulletin,https://doi.org/10.1016/j.scib.2020.09.021)

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