可食用青蛙帮助圣彼得堡国立大学的科学家研究新物种的形成

科学家们在圣彼得堡国立大学副教授阿拉·克拉西科娃的领导下发现了令人惊讶的进化现象:青蛙(学名:可食用青蛙)的种间杂种能够在没有亲代物种的参与下进行繁殖。
《进化生物学》(BMC Evolutionary Biology)杂志发表了细胞遗传学家的研究结果,该研究对于理解有机体新物种的形成机制来说具有重大意义。
大多数情况下,动物的种间杂种一般都会死亡或者不能拥有后代。在生物界,比如斑马螺(马或驴与斑马的种间杂种)或者豹狮(雄豹与雌狮的杂种)是不能繁殖的。杂种不具有生殖能力是因为,母系和父系的染色体组之间极其不相似且在卵细胞和精细胞的形成过程中不能相结合。
在俄罗斯联邦财产基金会对于优秀青年科学家项目经费的资助下,研究人员花了两年时间对这种在法式料理中被认为是美味佳肴的食用青蛙进行了研究。科学家们发现,湖蛙和池蛙(可食用青蛙)不仅积极参与繁殖过程,而且也遵循一般的遗传规律。
“大家都知道,当许多动物的杂种,包括可食用青蛙,为了再生与自身类似的下一代而与亲代物种进行杂交的方法。生殖过程通过去除一个亲代物种的所有染色体并对第二亲代剩下的染色体加倍的方式进行。杂种一般是在与被它们所去除了染色体的亲代物种杂交后产生的,以便在下一代中能够出现杂交青蛙”,文章的第一作者、圣彼得堡国立大学青年科学家德米特里·杰杜赫讲道。可食用青蛙的这一繁殖过程是在研究雌性生殖细胞中染色体的去除和加倍的过程时发现的。
但是,在新的研究阶段中,科学家们发现,可食用青蛙的杂种能够通过其他方式成功繁殖,即在没有亲代物种的参与下互相之间进行杂交,也就是说它们能够独立维持只由杂交动物组成的种群。
我们在圣彼得堡国立大学科技园基地中进行了一系列的青蛙杂交实验,最终成功繁殖出蝌蚪并在科学界首次对其进行染色体组型分型 — 确定染色体组。
圣彼得堡国立大学副教授阿拉·克拉西科娃
“我们发现,一般的二倍体杂种,在互相杂交时能够再生产出另外一种具有三个染色体组的杂种(三倍体的)。有趣的是,三倍体的杂种在杂交之后会产生二倍体的杂种,这从根本上是一个亲代物种的单个生物体起到了部分作用。这一事实可以证明新物种的青蛙形成过程中的转变阶段”,项目负责人、圣彼得堡国立大学副教授阿拉·克拉西科娃解释说。
科学家们的这项研究在新物种的形成机制以及有机体进化过程的研究中具有重要作用。此外,这项研究能让人们更好地理解水陆两栖动物的物种形成,要知道这类动物的种群目前在世界范围内在急剧减少。