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不同物種間可以進行基因交流傳播並遺傳下去嗎?

物種的定義首先便是生殖隔離,但進化史上也出現過例如眼點基因跨界轉譯的例子。《自私的基因》一書中提出生物體不過是基因為了遺傳自身而製造的機器,那麼作為最基本的遺傳單位,基因有沒有可能在不同物種間傳播?有沒有可能遺傳下去?

如今轉基因技術就是人為地使不同物種之間的基因進行交流!

其實除開這個不講,自然界也有存在不同物種之間的交流,例如土壤中存在里農桿菌,當它侵染植物的受傷部位時,它可以將自身攜帶的環形質粒中存在的遺傳物質整合到植物的DNA中,這也是一個不同物種之間基因交流的例子。正因為這樣,所以才說紅薯是一種天然的轉基因食物。

至於騾子和驢,獅虎獸和虎獅獸的產生,我覺得這就很難說了,如果說能產生後代就算了就算基因交流的話,那就也算一種了;如果說只有產生可育後代的話,那就不算了!

在自然雜交情況下,類別越接近就越可能發生基因交流,反之就越不可能,生物學分《界門綱目科屬種》等級別分類。分類級別越高越無可能,植物界與動物界就絕無可能也無法雜交,就更不可能有基因交流,而有的在同科不同屬種的情況下自然雜交就有可能進行基因交流,重組而產生後代。

如貓科里的山林之王——老虎和草原之王——獅子自然雜交,就能形成胚胎而產生後代——獅虎獸或虎獅獸。也就是說能形成胚胎而產生後代才算基因有交流,反之就不能稱之為基因交流。而類別差異太大,生殖細胞內染色體數量不對等,基因差異大無法配對,無法互相交換基因片段進行重組而形成胚胎,就不能遺傳而產生後代,就不能發生基因交流。

質粒與耐藥性和致病性

我們知道細菌很容易產生耐藥性,往往一種新的抗生素花費10幾年剛研發出來上市,不到半年就會出現耐葯的致病菌。那麼細菌的耐藥性是怎麼產生出來的呢?

當然,關於細菌的耐藥性的產生是一個比較大的問題,產生的機制也多種多樣,很用一兩句話闡明清楚,但是有一種耐藥性機制是與質粒上攜帶的耐葯基因有關,也就是說,只要細菌攜帶了該基因就具有相應的耐藥性。

我們常說我們身上攜帶的大部分細菌都是中性的或條件性致病菌,主要原因就是大部分細菌不攜帶毒力基因,大部分的毒力基因也是分布在質粒上。

那什麼是質粒呢?簡單的說就是細菌染色體外的遺傳物質,一般都是環狀的雙鏈DNA,上面攜帶有耐葯基因和毒力基因,耐葯基因使細菌具有產生耐特定抗生素的能力,毒力基因是產生致病性能力的基因。

不同細菌之間,甚至包括不同種類的細菌之間會存在跨物種的質粒轉移,當然並非所有不同種類的細菌都可以進行質粒交流。

內源性逆轉錄病毒與垃圾DNA

人類或者說很多高等動物的基因組用很多垃圾DNA,具估計人類大約95%的基因組DNA都是垃圾DNA,那什麼是垃圾DNA呢?通俗的說,之前科學家發現人類基因組很多DNA序列並不能表達有用的蛋白,就認為這些DNA序列就是垃圾,因此戲稱為垃圾DNA。

比如我寫一段話

「ASAIAJSHENDGUANDHHAJIANHYSUAJLOSHSVESHSBSHWQYOUSHHEXOAPOQIUAJBANDHHAK」

這段話就像是人類的一段基因,這段話包含了一句話,你能找出來嗎?應該很難吧,就像天書一樣。

「ASAIAJSHENDGUANDHHAJIANHYSUAJLOSHSVESHSBSHWQYOUSHHEXOAPOQIUAJBANDHHAK」

就是「I LOVE YOU」,這就是外顯子,其他的就是垃圾DNA。

垃圾DNA是怎麼來的呢?具研究表明50%左右的垃圾DNA是與一種叫做內源性逆轉錄病毒有關,該病毒大約是在幾百萬年前感染哺乳動物並將病毒逆轉錄的DNA插入到了宿主的基因組中,隨著進化這些病毒的毒力基因消失,慢慢就成了宿主基因組的一部分,由於內源性逆轉錄病毒具有轉座的功能,因此可以在宿主的基因組裡面的多個位置插入形成多拷貝。

科學家研究發現內源性逆轉錄病毒對於物種的進化還有一定的促進作用,比如哺乳動物的產生就與一種內源性病毒的寄生有關,該內源性逆轉錄病毒與胎盤一道組成了胎兒抵禦致病菌的防禦體系。

現在人類處於基因組穩定時期,很難在進行新的基因交流,當然並不是說基因組就一成不變啦,目前依舊有新的病毒不斷的插入到人類的基因組中,比如皰疹病毒,據說99%的人攜帶有皰疹病毒的基因組,這也是經常有人感染「纏腰蛇」的原因,也許在不久的將來,等人類降服了皰疹病毒,去除掉了其毒力基因,也許該病毒就真的成了人類基因組一部分啦。

總之,基因交流是在自然界普遍存在的現象。物種之間的基因交流是存在的,但多數發生於低等生物。高等生物之間的交流,目前研究尚少,有待科學進一步揭示。低等生物一直保持著基因交流的能力,越是高等生物,越是相對保守,比如人類,基因組相對穩定,很難進行傳統意義上的物種間基因交流。

PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)


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