遗传学家揭开超级侵入性小龙虾的秘密

分子生物学家已经对一种小龙虾的入侵物种的基因组进行了测序,这种小龙虾可以繁殖而无需交配,并且可以在马达加斯加迅速传播。大理石纹的小龙虾(Procambarus virginalis)于1990年代首次在德国的水族馆中发现。现在,DNA测序表明该物种可能是不同小龙虾物种的两个远缘成员的产物,研究小组于2月5日在《自然生态与进化》 1中报道。

由于小龙虾对淡水生态系统构成威胁,因此在欧盟和美国部分地区已经禁止了这种小龙虾。该物种现已扩散到马达加斯加的内部,并有可能挤掉7种本地小龙虾物种(请参阅“进行中的入侵”)。海德堡德国癌症研究中心的分子生物学家弗兰克·莱科(Frank Lyko)说:“他的人口非常激进。”“如果大理石小龙虾继续以目前的速度爆炸,它可能会战胜特有物种。”?/ p>

大理石纹的小龙虾每个染色体带有三个副本,而不是通常的两个。莱科(Lyko)和他的团队对来自称为Petshop的实验室菌株的单个个体的基因组进行了测序。它的DNA令人惊讶:它在基因组的许多地方都有两种不同的基因型。莱科说,对这种模式的最好解释是,两条染色体的序列几乎相同,而第三条染色体却有很大不同。

这两个截然不同的基因组与另一种淡水小龙虾(Procambarus fallax)的基因组密切相关,该淡水小龙虾原产于佛罗里达州,并受到水族人士的欢迎。莱科(Lyko)推测,当一个P.fallax个体的精子或卵的基因组复制时,就会出现大理石状的小龙虾,这可能是由于温度突然变化而发生的。莱科说,如果这些细胞随后被生活在同一个水族馆中的另一个人受精,它将产生一个具有三份基因组拷贝的胚胎。这将代表一个新物种。莱科说,第一个有大理石花纹的小龙虾可能是在德国或美国的一个水族馆中出生的,其后代在捕捞者之间广泛共享。

一个物种的起源

大理石小龙虾的第一个科学描述出现在2003年的《自然》杂志3上,该论文显示,他们所调查物种的所有成员都是雌性,并通过孤雌生殖繁殖-这种过程是未受精卵发育成其基因组与其卵母相同的成年动物。母亲。

听听弗兰克·莱科(Frank Lyko)讨论大理石螯虾的历史和基因组学。

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Lyko说,第一个大理石化的小龙虾如何通过孤雌生殖获得繁殖的能力是一个谜。性繁殖基因的丢失或突变可能是过渡的基础。

柏林洪堡大学的动物学家Gerhard Scholtz说,Lyko理论是合理的,他领导了对小龙虾的首次研究。他想知道为什么在同一个水箱中有两种不同的法氏假单胞菌种群。该物种甚至可能已经出现在野外。他说:“在野外没有发现天然大理石纹小龙虾种群并不意味着它们不存在。”

为了更好地了解该物种的传播,Lyko团队对另外四个大理石纹小龙虾的基因组进行了测序,包括从水族馆和殖民德国湖中逃脱的种群以及马达加斯加市场中的一个个体。该团队对整个岛屿上捕获的49个人进行了更有限的DNA测序。这些研究表明,由于该物种的最新起源和通过孤雌生殖繁殖的能力,其遗传多样性极度缺乏。

英国班戈大学(Bangor University)保护科学家茱莉亚·琼斯(Julia Jones)领导的团队在2007年发现马达加斯加后,首次调查了大理石小龙虾的扩散情况。她说,该物种的传播很大程度上是由于它们作为食物来源而受欢迎。她说,2009年,她在一辆公共汽车上遇到一个男人,他拿着一个装满塑料袋的塑料袋,他计划将其倒入稻田,以期建立可持续的种群。

停止在马达加斯加的传播将是“几乎不可能的事”?莱科说。那里的合作者已经开始开展运动,敦促人们不要运输它们或将它们释放到稻田中。在这个贫穷水平高的国家,大理石花纹的小龙虾是一种廉价而受欢迎的蛋白质来源,该信息是一个艰巨的卖点。莱科(Lyko)的同事将她抓到的几十个带到了一家家庭烧烤店。他说:“他的状况很好。”

自然554,157-158(2018)

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