章魚可能擁有動(dòng)物王國中最古老的性染色體

根據(jù)最近在章魚基因組中的發(fā)現(xiàn)，頭足類動(dòng)物可能擁有所有動(dòng)物中最古老的性染色體。

這是一件大事，因?yàn)榭茖W(xué)家們直到現(xiàn)在才知道這些古怪的生物甚至在它們的基因中寫入了一種性別決定形式。為了確定章魚是雄性還是雌性，生物學(xué)家純粹依靠觀察，區(qū)分哪些個(gè)體產(chǎn)卵和哪些個(gè)體產(chǎn)生精子。

搜索章魚基因組沒有發(fā)現(xiàn)性染色體系統(tǒng)的明確跡象。科學(xué)家人們開始懷疑頭足類動(dòng)物是否像一些魚類和爬行動(dòng)物一樣，性別是由環(huán)境因素決定的，例如保存卵子的溫度，而不是不同染色體的遺傳。

最后，俄勒岡大學(xué)的研究人員聲稱已經(jīng)解開了這個(gè)謎團(tuán)。

他們的預(yù)印本研究目前正在同行評審中，提供了章魚遺傳性別決定的第一個(gè)證據(jù)。

檢查加利福尼亞雙斑章魚（雙斑章魚) –第一個(gè)對其全基因組進(jìn)行測序的頭足類動(dòng)物– 研究人員終于發(fā)現(xiàn)了一對獨(dú)特的染色體。

他們在 17 號染色體上發(fā)現(xiàn)了它，只有當(dāng)研究人員將完全測序的雄性章魚基因組與雌性章魚基因組進(jìn)行比較時(shí)，它才會(huì)脫穎而出。雌性章魚似乎缺少了兩個(gè)副本中的一個(gè)。

研究人員說，他們進(jìn)一步挖掘，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)明確的特征ZW性別鑒定系統(tǒng)，即見于鳥類、甲殼類動(dòng)物和一些昆蟲，

我們?nèi)祟愐蕾囉?XY 系統(tǒng)，其中兩條 X 染色體創(chuàng)造了默認(rèn)的女性身體計(jì)劃，而 Y 染色體的存在通常會(huì)觸發(fā)男性特征的發(fā)展。

章魚有一個(gè)相反的系統(tǒng)。男性通常具有雙 Z 對，而女性只有一條 Z 染色體。

為了了解該系統(tǒng)是否存在于其他頭足類動(dòng)物中，研究人員比較了三種章魚、三種魷魚和一種鸚鵡螺。

他們得出結(jié)論，Z染色體是”進(jìn)化異常值“，這與近親中的相似染色體不同。

只有短尾烏賊的基因組（Euprymna scolopes)和東亞普通章魚（中華章魚）具有相似的異常特征，但由于這些生物來自不同的譜系，因此表明他的 Z 染色體起源于它們分裂之前。

因此，俄勒岡大學(xué)的研究人員認(rèn)為Z染色體是“古老而獨(dú)特的起源”，可能出現(xiàn)在4.55億至2.48億年前。如果染色體出現(xiàn)在該時(shí)間線的早期，章魚可能擁有迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的動(dòng)物染色體，甚至擊敗了一些昆蟲思想擁有可追溯到 4.5 億年前的性染色體。

然而，與章魚相比，這些節(jié)肢動(dòng)物的性染色體在物種間的保守性很差。

為了進(jìn)行比較，公認(rèn)的最古老的脊椎動(dòng)物染色體是一種鱘魚，被認(rèn)為大約有 1.8 億年的歷史。鱘魚雌性有一對 ZW 性染色體，而不是雌性章魚的“半合子”Z 染色體。章魚相應(yīng)的 W 染色體可能隨著時(shí)間的推移而丟失，其方式類似于命運(yùn)多舛的軌跡Y染色體在人類中。

近年來，性染色體背后的故事發(fā)生了很大變化。曾經(jīng)，他們是被認(rèn)為是動(dòng)物性別決定的內(nèi)在特征。但生物學(xué)研究往往偏向于哺乳動(dòng)物。事實(shí)證明，一些魚類和爬行動(dòng)物，如鱷魚，根本沒有性染色體。相反，他們后代的性別是由其他外部因素通過表觀遺傳調(diào)控決定的。

顯然，關(guān)于性染色體是如何進(jìn)化的，以及為什么進(jìn)化，還有很多東西需要了解。章魚具有深厚的進(jìn)化根源，可能是未來研究的迷人模型。

“這篇論文中提供的數(shù)據(jù)明確表明，頭足類動(dòng)物在動(dòng)物和植物中都擁有最古老的性染色體，”獨(dú)立進(jìn)化科學(xué)家莎拉·凱莉（Sarah Carey）說。告訴Carissa Wong 在自然界.

“現(xiàn)在是研究性染色體遺傳學(xué)的酷時(shí)機(jī)。

預(yù)印本發(fā)表在生物Rxiv.

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