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德国小龙虾的惊人变异:克隆大军即将入侵我国!

06-15

德国小龙虾的惊人变异:克隆大军即将入侵我国!

很多年前曾看过一个可怕的小说,科学家研发出了一个小机器人,可以利用周围的材料自我复制,并且无法停止。很快小机器人的后代就占领了实验室周边地区,毁掉了所有的一切,最后整个地球都布满了同样的小机器人,之后这支克隆大军浩浩荡荡开始走向太空,向其它星球进军。

你可能会认为,这样的情形只会出现在科幻作品中,现实世界绝对不可能发生。然而1995年,在德国的一个水族箱里,两只龙纹鳌虾款款相遇,浓情蜜意之下,禁不住拥抱在一起,发生了不可言喻的遗传物质交换。

和其它龙纹鳌虾的际遇不同,这只雌虾体内的卵子在受精时发生了某种可怕的偏差,由于减数分裂时出现错误,其中一个胚胎变成了三倍体,共有276条染色体,而这个胚胎竟然也孵化出来,并渐渐长大当了“妈妈”。只是这个妈妈再也不需要爸爸了,因为它产出了和自己基因完全相同的三倍体,相当于可自我复制,通过孤雌生殖来繁衍后代,这种小龙虾在2015年已被确认为新物种,称为“大理石纹鳌虾”(Procambarus virginalis)。

这和我们现在吃的无籽西瓜类似,人们将普通西瓜的幼苗用秋水仙素处理,让其染色体加倍成四倍体后,与父本二倍体杂交,产生三倍体的种子。由于染色体是奇数,无法进行联会,最后就会结出无籽的三倍体西瓜。

人们最初并未发现水族箱里出现的这种怪异小龙虾,也有说最早一只可能是在野外,而不是在水族箱里生出来的,总之后来人们发现这种奇怪的纹鳌虾的时候,它们已疯狂复制,族群规模大大扩大,并很快成为人们喜爱的新宠物,扩散到了世界各地。

从2003年开始,大理石纹鳌虾从水族箱中逃出,在中欧和马达加斯加建立了野生种群,成为著名的入侵物种,目前已在亚洲、欧洲和非洲的各种生态系统中出现,包括德国、瑞典、以色列、日本、中国及中国台湾等22个国家和地区。这就相当于你可以复制自己,并迅速建立了一支自己的克隆大军,不断占领地球上广阔的区域。

那么地球上究竟有多少这种三倍体小龙虾呢?答案是不知道,科学家们估计,从2007年到2017年的10年间,大理石纹鳌虾的分布区域就从1000平方公里增加100倍到了10万平方公里,仅仅在马达加斯加,就有数百万只之众。

太疯狂了!大理石纹鳌虾入侵之路之所以一帆风顺,源于它强大的克隆效率,平均一窝可产300个卵,远超它祖先龙纹鳌虾的41个,最大的一窝甚至达到了731个,是龙纹鳌虾最大一窝130个的5.6倍;大理石纹鳌虾的个头也大于龙纹鳌虾,几乎是后者的两倍,最大的达到了32克重;大理石纹鳌虾的最大年龄是1610天,远超龙纹鳌虾的980天。另外大理石纹鳌虾虽然是淡水物种,但正在适应越来越咸的水环境,并且可以钻进地下,或在陆地上迁移以逃避干旱环境,具有较大的生态优势,并对其它小龙虾品种构成了威胁。

一旦进入生态系统,你就无法阻止大理石纹鳌虾的自我复制,只有任浩浩荡荡的克隆大军占领河流湖泊,是不是很可怕?

然而,现实比科幻残酷得多!小机器人可在科幻中占领整个地球,并冲向太空,大理石纹鳌虾虽然能大量复制自己,但毕竟还是一种底层水中生物,种群发展受到多种因素的制约,想要占领地球是完全不可能的;而且孤雌生殖由于有害突变的积累和遗传变异性的缺失,降低了它们对寄生虫和疾病的抵抗力,以及对复杂多变环境的适应能力,导致它们可能在长期的演化中渐渐灭绝。

不过《自然生态进化》杂志的一项研究表明,在短期内三倍体和杂合性可以缓冲有害基因突变的影响,可能为大理石纹鳌虾提供了显著的进化优势,还增强了它们快速适应的能力,这可能正是大理石纹鳌虾攻池掠湖,所向披靡,入侵全球的原动力吧。

在美国,大理石纹鳌虾已被列入入侵物种,需要坚决加以消灭,人们被告诫:

一是不要放生;

二是如果在自己的水族箱中发现,应人道处理并彻底清理水箱,确保不留下卵或幼虾;

三是不得冲入下水道,因为这不一定能杀死它们,反而可能将它们放归野外;

四是最好将其浸入丁香油、酒精或其它麻醉剂中安乐死,或者放入冰箱冻死。

当然,这种告诫也适用于其它放生行为,这世上从来就没有什么放生,所谓的放生就是杀生,要么你放生的动物无法适应自然而死亡,要么它会成为入侵者,杀死众多的其它生命。

不过在吃货的眼里,大理石纹鳌虾看起来还是挺可爱,挺美味的,就是不知道吃起来味道如何?所以不管一个物种有多会克隆,多会复制,人类的饕餮大口都是它们种群扩展的噩梦,如果把它引进我国,你敢吃这种孤雌生殖的三倍体小龙虾吗?

参考:

开放生物学 (Biology Open):The marbled crayfish as a paradigm for saltational speciation by autopolyploidy and parthenogenesis in animals,2015年11月15日

自然生态进化(Nature Ecology & Evolution):Clonal genome evolution and rapid invasive spread of the marbled crayfish

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