动物世界的“女儿国”,全球唯一全雌性蛇类如何繁衍后代?成都生物所团队首次破译

2025-04-03 16:18:43红星新闻

动物世界的“女儿国”真实存在!钩盲蛇种群清一色为雌性,却能通过孤雌生殖代代相传。最新研究发现,这些身长不过手掌的“花盆旅行家”,靠着基因组的精妙“编程”,成功破解了没有雄性参与的繁衍难题。

4月3日,红星新闻记者获悉,中国科学院成都生物研究所李家堂研究员团队近日在国际权威期刊《ScienceAdvances》发表研究成果,首次完成全球唯一专性孤雌生殖蛇类——钩盲蛇的染色体级别基因组解析。该研究通过多组学联合分析,系统阐释了该物种三倍体基因组结构特征、孤雌生殖分子机制及其进化意义,为脊椎动物多倍体形成和孤雌生殖适应性研究提供了重要理论突破。

▲钩盲蛇摄影缪靖翎

钩盲蛇作为现存体型最小的蛇类(体长10-15厘米)之一,具有独特的生态适应性。这种穴居蛇类以蚂蚁、白蚁为食,常随花卉贸易中的盆栽土壤被动扩散,故得名“花盆蛇”。其特殊的传播方式使其在热带、亚热带地区形成广泛分布格局。

研究团队发现,钩盲蛇种群的广泛分布与其专性孤雌生殖特性密切相关。这种蛇类由全雌性个体构成,所有个体均为三倍体核型,自然种群无需雄性即可繁衍。科学界长期关注其三倍体基因组起源、亚基因组协同机制,以及孤雌生殖是否导致进化瓶颈等核心问题。

通过构建染色体级别基因组图谱,研究团队首次实现三个亚基因组的精准解析。系统发育分析显示,钩盲蛇祖先基因组在始新世(约41百万年前)经历快速物种分化事件,触发染色体融合等重要基因组重构。

基因组分析发现显著假基因化现象,涉及免疫调节与精子生成相关基因。研究推测,这种基因沉默可能有效降低亚基因组间免疫排斥,促进杂合基因组稳定,从而保障孤雌生殖的正常进行。

结合转录组与表观遗传学分析,研究团队发现卵巢组织中DNA修复基因ALKBH2、MDC1等特异性高表达,可能在减数分裂中发挥关键作用。群体基因组数据揭示不同地理种群存在亚基因组拷贝数差异,支持其孤雌生殖可能通过“减数分裂前内复制”机制实现。

▲钩盲蛇亚基因组演化历史

该研究颠覆了“孤雌生殖导致进化困境”的传统认知,有助于理解动物多样化生殖方式的起源,为探索其他类群的染色体演化历史和物种多样性保护提供了新思路。

据介绍,论文题为“Genomicinsightsintoparthenogenesisandtriploidevolutionintheflowerpotsnake”,李家堂研究员为论文唯一通讯作者,博士后吕云云与特别研究助理吴威为共同第一作者。

红星新闻记者彭祥萍图据成都生物所

编辑于曼歌

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