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有性繁殖和多细胞性推动了不同物种之间的多样性

有性繁殖和多细胞性推动了不同物种之间的多样性

有性繁殖和多细胞性推动了不同物种之间的多样性

据cnBeta:外媒报道,亚利桑那大学的一项新研究发现,有性繁殖和多细胞性推动了不同物种之间的多样性。在“生命之树”的主要分支中,物种数量存在巨大差异。一些生物群体有很多物种,而另一些则很少。例如,动物、植物和真菌各自有超过10万个已知物种,但大多数其他物种--如许多藻类和细菌群体--有1万个或更少。

一项由亚利桑那大学领导的新研究发表在《英国皇家学会会刊B辑》上,测试了有性繁殖和多细胞性是否有助于解释这种神秘的模式。论文共同作者、生态学和进化生物学系教授John Wiens说:“我们想了解生命的多样性。为什么大多数生物是动物、植物和真菌?”

为了解决这个问题,Wiens与他实验室的一位访问学者,即来自中国南京林业大学的陈连(音译)合作。他们估计了横跨所有生物体的17个主要群体的物种增殖率,包括细菌、原生动物、真菌、植物和动物。困难的部分是估计每个组中有多少物种是多细胞的还是单细胞的,有多少是有性繁殖还是无性繁殖。五年来,陈连筛选了1100多篇科学论文,描述了150多万个物种的繁殖模式和细胞性。

他们发现,多细胞性和有性繁殖都有助于解释动物、植物和真菌物种的快速扩散。这三类物种的快速扩散解释了为什么它们现在包括地球上90%以上的已知物种。

研究人员还发现,有性繁殖物种的快速扩散可能有助于解释"性的悖论"。这个悖论就是为什么这么多的物种进行有性繁殖,尽管有性繁殖存在着缺点。

"对于有性繁殖的物种,只有一半的个体是直接产生后代的。在无性繁殖的物种中,每个个体都在直接产生后代,"Wiens说。"有性繁殖没有那么高效。有性繁殖的另一个缺点是,你确实需要两个个体来实现一些事情,而且这两个个体必须是合适的性别。另一方面,无性繁殖的物种只需要一个个体来繁殖。"

研究人员为"性的悖论"找到了一个直接的答案。之所以有这么多的有性物种,是因为有性物种实际上比无性物种增殖得更快。这一点以前在所有的生命中都没有显示过。他们还发现,对大量有性物种的另一种解释是,在整个生命树上,有性繁殖和多细胞性是紧密联系在一起的,多细胞性有助于推动大量有性物种的出现。

"多细胞性实际上比有性生产更重要。我们做了一个统计分析,显示它对于解释这些多样性模式的重要性可能至少是有性繁殖的两倍," Wiens说。

虽然仅凭这项研究还不能准确地指出多细胞性如此重要的原因,但研究人员以前曾提出,这与多细胞生物体内的各种细胞类型有关。

“如果你是一个单细胞,那里没有太多的种类,”Wiens说。“但是多细胞性允许不同的组织或细胞类型,允许多样性。但是它究竟如何导致更快速的增殖将需要更多的研究。”

研究人员还测试了如果地球上的大多数生物物种是科学界仍然未知的细菌物种,他们的结论可能会有什么变化。

"大多数细菌是单细胞和无性的。但由于细菌比植物、动物和真菌要古老得多,它们的繁殖速度没有那么快,即使有数十亿的细菌物种,"Wiens说。"因此,多细胞性和有性繁殖仍然可以解释动物、植物和真菌的快速增殖。"

未来的工作将需要了解多细胞性和有性繁殖如何驱动生物多样性。Wiens还对一些群体既是多细胞又是有性繁殖但却没有迅速繁殖的情况感兴趣。

"我们有一些想法,"他说。"一个例子是红藻,它们绝大部分生长于海洋中,而我们从动物那里知道,海洋群体似乎没有那么快的繁殖。"

机器头条新闻 news.ji-qi.com)综合整理。

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