动物繁殖能力影响世代间基因突变率

中外科学家揭示生命演化动力之谜动物繁殖能力影响世代间基因突变率【科技前沿】北京3月2日凌晨电记者张蕾“不同物种DNA突变速率不同，繁殖能力差异是重要原因”一一中外科学家团队通过跨物种比较分析，揭示了不同物种胚系突变率差异的根本原因和演化规律相关研究成果3月2日凌晨发表在国际顶级学术期刊《自然》Nature上作为遗传多样性的最终来源和演化的重要驱动力，DNA突变是演化生物学和医学基因组学的重点关注对象生物的后代产生与父母不同的新性状，根本原因在于生殖细胞的DNA突变导致代际间的基因组产生差异而在不同物种中，这种代际间新发突变产生的频率并不相同，其原因一直困扰着生物学家通过对哺乳动物、鸟类、爬行类和鱼类等68种脊椎动物323个家系的高深度基因组进行测序分析，研究人员准确测量了每个物种新生突变的发生率“不同物种每一代生殖细胞产生的突变率相差可达40倍一一平均而言，爬行动物和鸟类每一代的突变率高于哺乳动物和鱼类”论文第一作者、来自丹麦哥本哈根大学的露西•伯杰龙LucieBergeron博士介绍考虑到这些物种间生活史特征的巨大差异，40倍并不算非常大一一“这说明引发生殖细胞的DNA变异，脊椎动物的机制比较相似”生物学界的“雄性驱动演化”假说认为，在哺乳动物和鸟类中，雄性生殖细胞分裂的次数要比雌性多得多，这导致胚系突变率在同一物种不同性别之间出现偏差“或者说，你产生的新变异主要来自父亲的基因组发生突变，但父母双方分别贡献了多大比例，我们知之甚少”论文通讯作者、浙江大学生命演化研究中心教授张国捷表示，团队在该问题上获得了更全面的认识，并对相关理论提出补充一一“鸟类后代中新出现的突变，大约75%来自父亲生殖细胞的变异；在哺乳动物中，这一比例大约是67%；而在鱼类和爬行类动物中，雌雄双方对后代新生变异的贡献接近一致”分析物种间生活史特征的差异对突变率的影响后，研究人员发现，物种的性成熟年龄越早，或者每一代的后代数目越多，生殖细胞的每一代突变率就越低在人工饲养的动物中，由于适合生育的生殖年龄降低，驯化品种相对于野生物种在生殖细胞中具有更高的年均突变率止匕外，他们还证明了遗传漂变对物种胚系突变率也存在影响，即物种的有效种群规模越大，每一代新突变的产生速率就越低胚系突变是物种演化的源头动力，突变率大小影响物种的演化潜力，对物种产生新的性状具有重要影响“我们的研究表明突变率本身同其他生物性状一样，在不同物种间存在差异，同时在宏观演化过程中也会受到其他生物性状的影响”张国捷强调（2023年）。