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Science:珊瑚胚胎可无性生殖

来源:生物探索 2012-03-05 12:30

近日,澳大利亚海洋科学研究所和的研究人员发现珊瑚胚胎可自我克隆进行无性生殖。相关论文发表在3月2日的Science杂志上。

珊瑚虫通常是通过有性生殖繁殖后代,卵细胞在珊瑚虫母体释放在周围水环境的前后进行受精。这些受精卵在找到新的栖身地之前,暂时在洋流中飘荡。

反过来说,珊瑚虫的克隆体就是珊瑚虫本体的复制品。举例来说,当珊瑚虫被风暴产生的海浪打碎后,它的残余部分可以作为互相独立但遗传信息完全一样的个体继续生存,这是许多动物都没有的能力。

Andrew Heyward 和Andrew Heyward博士认为不像其他动物的胚胎,珊瑚的受精卵细胞(胚胎)因缺少保护层或保护膜有可能打碎,它们被称为是“裸露”的胚胎。

Heyward解释说,“胚胎早期发育会分裂成许多细胞,因为这些细胞缺少保护外层,我们好奇这些细胞在激流中是否会被打碎。”结果是真的会,但接下来发生的事更让人意想不到。

Heyward说,“让我们惊讶的是,许多珊瑚虫胚胎碎片随后开始发育,并和正常胚胎发育的方式一模一样。有趣的是,这些胚胎碎片发育的珊瑚幼虫一般会比正常胚胎要小。”

Negri说:“我们的实验实际上是模拟了中等风速下产生的浪高,通常会产生被称为白碎浪的小浪。而这种状况的天气也是大堡礁的珊瑚虫夜里产卵时常常遇到的。所以很有可能,破碎过程通常发生在珊瑚虫产卵的夜里。”

“珊瑚虫胚胎缺少保护膜并非偶然。我们的实验中有一半的“裸露”胚胎打碎,就意味着这是珊瑚虫强化生殖的一种方法。”

Heyward博士解释了这种新奇的生殖方式发现的重要性。“这种混合的生殖体系意味着“殖民者”珊瑚虫同时获益于有性生殖和无性生殖。”“与人类相似,珊瑚虫的后代有遗传信息不同的父母,但是这些胚胎也可以简单的克隆形成多个自己。这有助于解释珊瑚虫如何最大化找到一个适合居住和生存的栖息地的机会。”(生物谷Bioon.com)

Turbulence, Cleavage, and the Naked Embryo: A Case for Coral Clones

A. J. Heyward, A. P. Negri

After mass spawning events, coral embryos, lacking the protective capsule of other metazoans, are directly exposed to the environment at the ocean surface. Here, we present evidence that modest turbulence disrupts the integrity of these embryos, which fragment into totipotent cells that develop into proportionately smaller functional larvae. The level of turbulence required to fragment coral embryos can be generated from small wind-generated waves, which occur frequently during coral spawning on the Great Barrier Reef. The formation of planktonic coral clones, through natural embryo fragmentation of broadcast spawn, is a previously unknown mode of reproduction in the animal kingdom.

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