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雌性鼹鼠长出睾丸,来对抗它们残酷的地下生活

  如果说有什么动物懂得堑壕战的恐怖,那非鼹鼠莫属。面对敌人,没有时间说客套话,无处可藏,攻击性是最重要的。
  为了帮助雌性鼹鼠在这个残酷的世界中战斗,进化赋予了雌性鼹鼠一种"类腺狂怒",将一些睾丸附着在卵巢上,形成了一种独特的解剖学结构,叫做卵囊。
  现在,研究人员对这种令人着迷的生物变化是如何发生的有了更好的理解。
  哺乳动物的性发育是复杂的,尽管我们对这个过程是如何发生的有相当好的认识。在某种程度上,性的发展通常是朝一个或另一个方向发展的,男性或女性。我们想知道进化是如何调节这一系列的发育事件,使我们在鼹鼠身上看到了双性特征。
  雌性鼹鼠就像更典型的哺乳动物卵巢一样,卵细胞培养并释放卵子进行受精,而它们的一侧恰好有一块睾丸组织。虽然它不能制造精子细胞,但它确实有一种被称为Leydig细胞的细胞,可以大量生产雄激素或雄性性激素。
  通常,哺乳动物睾丸组织的发育依赖于Y染色体上的一个基因,从而在发育早期加速睾丸激素的分泌。缺少Y染色体会使胚胎更难启动产生睾丸的一系列事件。因此,雌性鼹鼠的染色体有两条X染色体,而不是一条X和一条Y染色体。它是如何发生这一性变化的一直是个谜。
  对它们基因组的深入分析揭示了这种自然的怪癖最初是如何产生的。 分子遗传学研究所的遗传学家斯特凡·蒙洛斯说,我们假设,在鼹鼠体内,不仅基因本身发生了变化,而且属于这些基因的调节区域也发生了变化。
  为了验证这一点,蒙德洛斯和他的同事们竭尽全力绘制出 伊比利亚摩尔(Talpa occidentalis)的染色体重塑图,以将它们的卵巢改造成睾丸激素工厂。不仅仅是描绘出它们性器官不同区域的基因活动,还有对它们DNA的表观遗传编辑的记录,以及描述整个染色体结构变化的数据集的检查。
  他们将研究结果与其他动物的基因组以及在美洲星鼻鼹中发现的特定基因变化进行了比较,其结果是更好地理解了鼹鼠的基因组是如何随着时间的推移而改变的,以提供一个完美的时间剂量的生长调节因子。
  具体来说,他们发现一个与睾丸发育有关的区域发生了翻转,这增加了激活睾丸前生长因子基因FGF9的区域的额外密码。他们还发现了另外两个控制雄激素合成的基因拷贝。
  德国医学遗传学和人类遗传学研究所的研究员表示,这种三倍体的应用给基因增加了额外的调控序列,这最终导致了雌性卵巢中男性性激素的增加,尤其是更多的睾丸激素。
  在转基因小鼠中测试这些变化后,雌性小鼠的雄激素含量与雄性小鼠相当,这支持了研究人员的假设,即大规模基因组变化是导致睾丸激素激增的原因。这说明基因组的三维组织对于进化是多么重要。
  "大自然利用现有的发育基因工具箱,只是重新安排它们来创造一个特征,比如中间性。在这个过程中,其他器官系统和发育不会受到影响。"
  对于雌性鼹鼠来说,双性进化是生存的必胜法则。动物王国中界线的模糊远不是畸变,而是不断提醒我们,大自然母亲根本不在乎雄性和雌性之间的明确界限。

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