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【男定女?】加州高山湖發現奇怪線蟲 擁三種不同性別

2019/9/27 — 17:53

美國加州莫諾湖 (Mono Lake) 位於優勝美地國家公園附近海拔 1,944 米的山脈內,至少 76 萬年前已形成,集水面積高達 2,030 平方公里。由於湖水無出口流出,因此湖水不斷蒸發,並留下大量鹽礦,使整個湖的鹽度是一般海水的兩倍甚至更高,湖水亦因鹽份高酸鹼值 (pH) 可達 10 ,另外湖內與附近沉積物也含大量的砷 (Arsenic) 。

莫諾湖
via Wikipedia

莫諾湖
via Wikipedia

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如此嚴峻又奇怪的生態環境,只有部份細菌、藻類與豐年蝦 (Artemia) 可以生存,附近亦有一些候鳥築巢棲息,以豐年蝦為食。不過最新刊於 Current Biology 的報告發現,湖內與周圍的沉積物中有十種線蟲 (Nematoda) 棲息,八種為湖中的新記錄。其中一種更是全新品種 Auanema sp. ,擁有三種不同性別,而且能抵受比人類可以攝取多 500 倍的砷。

線蟲的性別往往只分為雌雄同體和雄性兩種,然而加州理工學院的團隊發現有雌性的 Auanema sp. ,團隊又指雄性 Auanema sp. 的生殖乳突 (Genital papilla) 排列同樣是該屬獨有,生殖乳突是某些生物如魚類的外部生殖器解剖特徵。另外, Auanema sp. 能直接繁殖出能游動的後代,不似其他線蟲是卵生需要孵化。

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團隊認為,在極端的地方有這樣極端的生物並非巧合,相信 Auanema sp. 的奇怪特徵是物種能存活於莫諾湖這種高鹽高鹼湖水的原因之一。從譜系學分析顯示,雖然莫諾湖極端條件出現歷史相對年輕,但該湖已多次出現線蟲的定殖事件 (colonisation) 。

新發現的 Auanema sp.
Creit: CalTech

新發現的 Auanema sp.
Creit: CalTech

有份參與研究的研究生施培賢(譯音)指嗜極生物 (extremophile) 能教導我們很多有關應對壓力的創新策略,而研究亦顯示這些只有 1,000 個細胞的動物如何能在極端環境中生存。

另外,團隊將新發現的線蟲對比同屬的其他生物時,顯示其中兩個姊妹物種對砷也有較高忍耐性,但最奇怪的是這兩個物種原本都無生活於砷含量高的環境中,其耐砷能力被演化出來有其他原因。

團隊指,此前其他發現的 Aunema 都從含豐富磷酸鹽 (phosphate) 的泥土或糞便中找到,而由於砷是通過磷酸鹽轉運蛋白 (phosphate transporter) 偶然吸收,如果環境本身有高磷酸鹽含量,也可能會令這些線蟲有高耐砷能力。換言之,線蟲可能本身就有遺傳適應力和靈活性的嗜極生物,讓牠們更容易生活在如莫諾湖等極端地區。

來源:
Science Alert, A Worm With Three Sexes Has Been Discovered Thriving in a Nearly Lifeless Lake, 27 September 2019

報告:
Shih, P.Y., Lee, J.S., Shinya, R. & et al. (2019). Newly Identified Nematodes from Mono Lake Exhibit Extreme Arsenic Resistance. Current Biology, published 26 September 2019. DOI: 10.1016/j.cub.2019.08.024

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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