蛭形輪蟲

蛭形輪蟲是一種無性繁殖的淡水無脊椎生物，身體長約0.1毫米至1毫米。在大約4000萬年前進化到無性繁殖階段，產下的卵全都是雌性後代。生命力頑強讓人驚奇，在生命的任何階段，都能在無水環境下存活數年而不完全脫水，在重回水中之後又會復甦。除此之外，它還抗輻射。蛭形輪蟲的發現，推翻了動物需要通過交配來創造生物多樣性的理論。

基本介紹

• 中文名：蛭形輪蟲
• 屬類：淡水無脊椎生物
• 身體長：約0.1毫米至1毫米
• 特點：生命力頑強讓人驚奇
• 進化：大約4000萬年前進化到無性繁殖階段
• 意義：推翻了動物需要通過交配來創造生物多樣性的理論

簡介

蛭形輪蟲，學名：Rotifer vulgaris，從不可追溯的年代起就靠孤雌生殖延續其種群。這個例子或可說明遺傳多樣性對於種的延續而言似乎並非那樣重要。可是近年來發現，這種輪蟲能通過基因的水平轉移(horizontal gene transfer)從其他植物、真菌、細菌等生物那裡獲得所需要的基因，因而才能延續其種群。很多細菌不進行有性生殖，也是靠基因水平轉移的方式與其他細菌進行基因交換。進行無性生殖的群體，基因的水平轉移是或多或少能增大其遺傳多樣性的一種有效的方式。

無性生殖

科學家一度認為，動物之所以交配，原因之一是為了通過交配來創造生物的多樣性。但通過研究發現，一種名叫蛭形輪蟲的微型生物在一億多年前就通過無性生殖來繁衍後代了。相關專家對蛭形輪蟲的形狀進行了分析，並把它和以往的遺傳數據進行了對比，發現這種動物在物竟天擇的壓力下，形成了自己的多樣性。蛭形輪蟲的長度不超過人類精子的4倍，而且它們全部都是雌性，但是它們通過進化已經各自擁有了不同的形態。專家們對寄生在水虱身上的蛭形輪蟲做了研究對比，發現有一種蛭形輪蟲喜歡寄生在水虱的腿部，另一種則喜歡寄生在水虱的胸部，通過遺傳分析，發現它們有著明顯的差異，這兩種蛭形輪蟲的顎的形狀大相逕庭。

先前研究

研究人員對蛭形輪蟲的鄂的形狀進行分析，並與遺傳數據作對比，發現這種動物在自然選擇壓力下形成了自己的多樣性。他們表示，他們的研究“推翻了有性生殖是生物多樣性的必要條件這一觀點。”

這種長度不超過人類精子長度的四倍的微小動物全是雌性，然而它們已經進化成具有不同生態龕位的異類。研究人員發現兩種寄生在水虱身上的蛭形輪蟲的亞種。經研究，有一種寄生在水虱的腿周圍，一種喜歡呆在水虱的胸部。經過遺傳分析顯示這兩種生物截然不同，觀察資料表明這兩種蛭形輪蟲各自鄂的形狀大相逕庭。

一般認為通過無性生殖繁衍後代的動物或植物在進化過程中會很快滅絕，但蛭形輪蟲創造多樣化的能力可能解釋了為什麼它們會長久存在。一個被琥珀封存的標本顯示這種動物至少生活在4千萬年前，DNA研究顯示它們生活在大約1億年前。以前認為無性生殖的動物和植物能通過突變的方式進化，但是必須以原來形態為代價，只能突變成一個物種。而事實證明蛭形輪蟲能進化成很多不同的形態。

這項有關幾種蛭形輪蟲的研究結果發表在《公共科學圖書館·生物學》雜誌上，該研究由一個國際科研組實施，其中包括來自帝國理工學院、劍橋大學和英國植物科學機構皇家植物園邱園的研究員。帝國理工學院的提姆·巴拉庫說：“這是一些令人驚訝的生物，它們獨特的存在形式對科學認識提出疑問。”他表示，很顯然水虱身上的兩種蛭形輪蟲亞種來源於同一個物種，後來通過進化更好的適應了周圍的環境。自然界有很多通過無性生殖繁衍後代的動物和植物，如蒲公英。無性生殖現象在無脊椎動物中極其普遍，例如蚜蟲，但是許多魚類和蛙類也是通過無性生殖繁殖。

最新發現

水生微生物蛭形輪蟲一直因為其通過無性繁殖而又沒有被自然界淘汰滅絕而引起科學家的注意。美國2008年5月29日的一項最新研究成果顯示，這種微生物的秘訣在於它會“偷取”其他生物有用的基因，合併到自己的遺傳信息中為自己與後代所用。

來自美國哈佛大學的科學家通過研究發現，這種蛭形輪蟲不但可以“偷取”細菌、真菌的DNA，只要動植物的某種DNA對它有用，它也不會放過。

無性繁殖仍能進化

據介紹，自然界的絕大部分生物體為了適應環境變化都會進化到有性繁殖階段，以便這個物種能夠進化出新的有用基因並且淘汰掉不良或者變異基因。

此外，幾乎所有其他種類的多細胞動物對外來DNA都有著很強的抵禦系統，但是蛭形輪蟲卻似乎是“來者不拒”。因此，科學界對蛭形輪蟲為什麼無性繁殖還能不斷進化一直感到困惑。

合併其他生物基因

為揭開蛭形輪蟲之謎，美國哈佛大學的伊琳娜·阿爾希波娃和馬修·梅塞爾森等研究人員分析了它的基因，結果發現，蛭形輪蟲可“偷取”其他物種的基因，選取其中有益的、排除有害的，合併變異後形成自己的基因。

科學家認為，當蛭形輪蟲被迫脫水時，它們會分解原本的遺傳物質，讓細胞膜破裂，等到它們重回水中時，它們可以重建遺傳物質和細胞膜，從附近其他的蛭形輪蟲或者其他生物體那裡“偷取”部分遺傳物質，為己所用。

研究小組在《科學》雜誌上發表論文說：“在蛭形輪蟲體內，我們發現許多原應屬於細菌、真菌甚至植物的基因。”

阿爾希波娃在一份聲明中說：“這一令人著迷的生物不僅可以輕鬆‘穿越’合併其他物體基因的障礙，而且更令人驚奇的是，它甚至可以讓一部分外來基因保持功能。”

有助人類治病

蛭形輪蟲於1702年被人類發現。當時著名的荷蘭科學家安東尼·盧文霍克在住所外面的排水溝里取來泥土並加入水，觀察水中的微生物，從而發現了蛭形輪蟲。

在哈佛大學的這項研究成果出爐以前，人們一直以為只有部分細菌能夠實現基因轉移，但是動物界沒有任何一種物種可以將別人的基因為己所用。對蛭形輪蟲的研究打破了科學界的舊有觀念。

研究者下一步將研究蛭形輪蟲的染色體中是否包含來自其他同類的同源基因，還打算檢測蛭形輪蟲處於真空狀態下會否使用從別人那裡“偷來”的DNA片段。

報告說，如果能弄清這一生物如何取得和利用外來基因，可幫助人類研製新藥，原因是癌症、心臟病和其他多種疾病都跟活組織的基因突變有關。