科学新发现：竹节虫经历百万年无性繁殖后仍未退化，挑战“用进废退”假说

IT之家 8 月 8 日消息，最新一项发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的研究显示，已孤雌生殖长达百万年之久的竹节虫，其原本用于调节性染色体基因表达的生物系统仍然保持完整功能，并未如预期般退化。该研究由英国班戈大学（Bangor University）进化生物学讲师达伦 · 帕克（Dr. Darren Parker）博士领导。研究对象为原产于美国远西部的无翅竹节虫属 Timema。该属部分物种是已知昆虫中最长的无性繁殖持续期。在孤雌生殖中，雌性通过未受精卵直接发育为胚胎，完全绕开雄性受精环节。公开资料显示，Timema 属竹节虫约包含 21 个物种，分布于美国加利福尼亚州至不列颠哥伦比亚省的沿海山脉地区，其孤雌生殖的起源可追溯至约 100 万至 150 万年前。在拥有 X 和 Y 性染色体的物种中，雌性为 XX，雄性为 XY，二者 X 染色体数量不同。为了平衡两性间基因表达量，物种进化出了“剂量补偿”机制。由于 Timema 竹节虫的部分物种已完全依赖孤雌繁殖，不再需要雄性，研究团队原本预期，这种平衡两性基因表达的机制会因长期闲置而退化。研究团队通过分析这些无性繁殖竹节虫中少量存在的雄性个体发现，剂量补偿机制并没有像预期一样逐渐消失，而是在超过 100 万年没有明显选择压力的情况下，仍然保持完整功能。帕克表示，这一结果挑战了“生物系统在失去选择压力后会迅速退化”的传统假设，表明生物进化并不一定会主动清除长期未使用的机制。一些基因调控系统可能会在缺乏明显作用的情况下持续存在，而不会迅速退化。IT之家附论文地址：https://dx.doi.org/10.1073/pnas.2531501123