新京報訊（記者張璐）在自然界中，大多數(shù)動物需要“父母雙方”才能繁衍后代，鉤盲蛇卻是個例外。全球所有的鉤盲蛇都是雌性，無需交配就能獨自生下后代。最近，中國科學院成都生物研究所研究團隊首次破譯了鉤盲蛇的基因組，揭開了這場進化奇跡的奧秘。文章近日發(fā)表在《Science Advances》（《科學進展》）上。
鉤盲蛇體長僅十幾厘米、形似蚯蚓，是世界上已知最小的蛇類之一，主要以螞蟻和白蟻為食，由于體型微小，且常通過花盆土壤被無意中傳播，因此也被稱為“花盆蛇”。
鉤盲蛇有一門“絕技”——孤雌生殖，即全球所有的鉤盲蛇都是雌性，無需交配就能獨自生下后代。中國科學院成都生物研究所研究團隊成功組裝出鉤盲蛇染色體級別的高質量基因組，并發(fā)現(xiàn)其基因組由三個亞基因組（A、B、C）構成，總染色體數(shù)達40條。
據(jù)文章作者呂云云介紹，普通動物通常只有兩套染色體，且分別來自父母的“單倍體生殖細胞”，而鉤盲蛇卻有三套完整的染色體。科研人員進一步研究發(fā)現(xiàn)，鉤盲蛇的祖先可能在4100萬年前經(jīng)歷了兩次跨物種“聯(lián)姻”，意外獲得了三套染色體，并通過染色體融合實現(xiàn)了基因組的穩(wěn)定傳遞。
自然界中也存在一些類似的三倍體孤雌繁殖動物，例如某些壁虎、鞭尾蜥，以及少數(shù)魚類和兩棲動物等。不過，像鉤盲蛇這樣能夠長期穩(wěn)定以此方式繁衍，并分布如此廣泛的物種仍屬鳳毛麟角。除南極洲之外，鉤盲蛇在其他各大洲均有分布。
傳統(tǒng)觀點認為，孤雌生殖是進化的“死胡同”——沒有基因重組，基因組中的有害突變無法通過兩性繁殖過程被發(fā)現(xiàn)和清除，從而一代代積累，最終導致滅絕。一個純孤雌繁殖的脊椎動物種群可能在幾萬代之內(nèi)就走向衰亡。然而，鉤盲蛇已經(jīng)在無性繁殖的道路上頑強地走了數(shù)千萬年。
科研人員進一步研究發(fā)現(xiàn)，鉤盲蛇基因組中存在大量的假基因化現(xiàn)象，這些基因的假基因化可能有助于減少不同亞基因組之間的免疫反應，避免了多套基因“打架”。此外，在鉤盲蛇的卵巢細胞中，高度表達著各種DNA修復酶，這些“基因補丁大師”能夠及時修補傳代過程中DNA的損傷和復制錯誤，使其后代基因組得以保持健康穩(wěn)定，不會因長期無性繁殖逐漸“劣化”而被淘汰出局。
該研究成果打破了關于“孤雌生殖動物面臨進化困境”的傳統(tǒng)認知，有助于理解動物多樣化生殖方式的起源，為探索其他類群的染色體演化歷史和物種多樣性保護提供了新思路。
