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控制外来物种入侵的新武器——性染色体木马


□ 夏云

  外来物种入侵是人类活动全球化背景下的重要生态灾难之一。现有种及其分布区域是地球生命长期演化和竞争后的一种动态平衡。由于人为引进外地物种,或者人类活动加剧,都会导致外来种入侵。外来物种的到来打破了当地原有的生态格局,它们在新环境下往往没有天敌的制约,因此肆意生长,与本地物种抢夺生态资源,有时还会给当地物种带来致命的病菌,很可能将一些当地原有物种逼上绝路。现在,我国每年因外来物种入侵造成的经济损失高达600亿元,其中臭名昭著的有水葫芦、紫茎泽兰、巴西龟、牛蛙和小龙虾等。鉴于外来种入侵会造成巨大的经济损失、酿成始料未及的生态灾难,很多发达国家,如英国和澳大利亚等,都制定了严格的针对非本地物种入境的控制措施。

  目前,国际上已提出多种控制外来物种的方法,其中最常见的是传统的生物控制法,即人工引进入侵种的天敌,其经典案例发生在澳大利亚。为了控制越来越多的入侵物种——兔子,澳大利亚专门引进了狐狸。但结果却与预期背道而驰:狐狸并没有捕食兔子,而是选择了相比更笨拙更容易捕捉的有袋类动物。狐狸因此形成了新的入侵种,并引发了一连串生态灾难。

  另一种控制方法是设法改变入侵种的遗传特征,如制造突变基因。但是该方法容易出现反弹,而且这种遗传的不稳定性还可能转移到其他物种中。还有一种引入诱导不育基因的控制方法,但也饱受诟病。因为不育基因要发挥作用还需要一个前提,即这些基因要在群体中占有一定比例,但这些基因恰恰难以在种群中固定下来。可见,目前这些方法均有不够完善之处。

  最近,科学家又找到一种控制入侵物种的新方法——性染色体木马。使用电脑的人都知道木马病毒可以潜入受侵害的电脑并伪装、复制,对受侵害的电脑程序肆意破坏。科学家根据木马病毒的原理,利用生物性染色体特有的遗传性,创造了控制外来物种入侵的新方法。

  染色体是遗传物质的载体,由DNA缠绕组蛋白质构成,承载着与各种生命活动息息相关的基因。基因数目众多,被分配在不同的染色体中。根据染色体的特点和差异,人们将其分为常染色体和性染色体两类,性染色体是指导致同种生物出现两性差异的染色体。以人类为例,人体有22对常染色体和1对性染色体,在科学研究中,男性的性染色体被称为XY型,女性的称为XX型。性染色体木马技术正是利用了性染色体在不同性别中存在的差异的原理,让性别与性染色体发生逆转。

  那么性染色体木马是如何被设计出来的呢?通常情况下,生物个体的性别由遗传因素控制,控制性别的基因位于性染色体上,例如,导致人类为男性的SRY基因就位于Y染色体上。也就是说,在XY/XX性别控制系统中,含有Y染色体的个体为雄性,含有XX染色体的个体为雌性。但是,有些生物性别决定机制还不够成熟,其个体性别除了受遗传因素控制外,还可能受到外界环境条件的影响。例如:乌龟的性别受卵孵化温度的影响很大,25~29℃时孵出来的主要为雄龟,30~33℃孵出来的主要为雌龟。因此,对于不完全由遗传因素决定性别的生物,可以通过人为控制影响因素的方法决定其后代的性别。除了环境温度外,能够影响生物性别的外界因素还有很多,如性激素等。

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摘自:大自然
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