Science關注自然界拿來主義“超人”

　　如果自然界上演一場《幸存者》的真人秀，笑到最后的很可能是蛭形輪蟲bdelloid rotifers而不是我們所說的“小強”蟑螂。這種小生物能夠在高強度輻射和長年干旱中生存下來，并且能依靠無性繁殖延續千萬年。蛭形輪蟲的超能力受到了科學家們的廣泛關注，近日Science雜志報道了該領域研究的新進展。

　　發表在PLOS Genetics雜志上的一項研究為人們揭示了蛭形輪蟲的超能力之源。研究通過基因分析發現，蛭形輪蟲基因組中約有10%的活躍基因都是從其他物種“拿來”的，包括真菌、細菌和植物。正是這些外源基因賦予蛭形輪蟲輕松應對極端環境的能力，這一點是其他生物無法比肩的。

　　文章作者劍橋大學分子生物學家Alan Tunnacliffe介紹道，蛭形輪蟲是一種基因嵌合體，到處攝取DNA，它體內的生化反應也一樣復雜。蛭形輪蟲約有400種，是扁形蟲的遠親，生活在淡水或淡鹽水中，它們不僅能夠應對突然而來的干旱，還能在無水環境生活九年。

　　從進化生物學角度來看，蛭形輪蟲就更奇怪了。約八千萬年前，蛭形輪蟲就全是雌性進行無性繁殖，這完全推翻了生物學家的原有理論。人們認為有性生殖帶來了遺傳學改變，允許生物適應環境變化避免退化，而無性繁殖的動物會滅絕。蛭形輪蟲卻是個例外，這也使生物學傳奇人物John Maynard Smith感到困惑。

　　2008年，有研究發現蛭形輪蟲基因組中含有外源DNA。于是Tunnacliffe及其同事決定對這些外源遺傳物質進行分析，他們測序了蛭形輪蟲的DNA得到了活躍基因的圖譜，發現約有10%的DNA分別來自于500個不同物種。

　　通過比對數據庫，研究人員發現許多序列都是簡單生物用來指導酶合成的，不過這些序列在復雜動物體內的作用還是未知的。舉例來說，蛭形輪蟲基因組中含有兩個細菌基因，它們生成的酶可以分解有毒化合物苯乙腈。還有另個基因來自寄生性原生動物，它們的產物能夠抵御細胞損傷。Tunnacliffe指出，蛭形輪蟲體內有40%的酶促反應都涉及外源基因。

　　同樣研究蛭形輪蟲的進化生物學家David Mark Welch發表評論，認為蛭形輪蟲活性基因中外源DNA比例高的驚人，“如果真是這樣，那蛭形輪蟲一定在漫長的歷史中不斷獲取外界的DNA。”

　　加拿大生物學家Bernard Angers表示，由此看來分析這些外源基因的產物將很有意義，可以幫助人們理解蛭形輪蟲耐受極端環境的能力。

　　Tunnacliffe指出，雖然還不清楚蛭形輪蟲怎樣得到外源DNA，不過這些DNA的確為它們提供了足夠的遺傳學物質，幫助蛭形輪蟲克服了無性繁殖的劣勢。