说说三段“跨界相爱”的故事
2016-12-21 木韦，纯感 醉心科学
NO.1遇见你，同化你 你来自云南元谋 我来自北京周口 我握住你长满绒毛的手 轻轻咬上一口 爱情，让我们直立行走 ——岑孟棒 《原始恋爱》 这首曾在网络上流传一时的小诗用一个完全虚构的场景，歌颂了爱情带给人类的激情和勇气。或许大部分科研男女们都会认同弗洛伊德的一句话：“生命中最重要的事情是爱情和工作”，尽管充满他们生活的主要是后者。
NO.1遇见你，同化你 你来自云南元谋 我来自北京周口 我握住你长满绒毛的手 轻轻咬上一口 爱情，让我们直立行走 ——岑孟棒 《原始恋爱》 这首曾在网络上流传一时的小诗用一个完全虚构的场景，歌颂了爱情带给人类的激情和勇气。或许大部分科研男女们都会认同弗洛伊德的一句话：“生命中最重要的事情是爱情和工作”，尽管充满他们生活的主要是后者。 一次偶然碰撞点燃的火花是如何引爆情感并改变个体行为的，仍然有待科研工作者去探索。但是，许多研究结果证实，一些遥远的跨越物种（或亚种）的邂逅，对于包括人类在内的许多物种的进化产生了重要的影响。 2010年发表在Science的一篇论文首次解析了约于3万年前灭绝的、与现代人类亲缘关系最近的尼安德特人的基因组，发现现代人类与尼安德特人之间存在基因交换。随后的许多研究进一步证实，大约6.5万年前当我们的一些祖先走出非洲、向亚洲和欧洲迁移的过程中，他们在今天的中东附近遇到了尼安德特人，并且发生了一些性行为。 尽管不知道这次邂逅的原因和细节，但是尼安德特与现代人类的相遇，于他们而言是致命的。当现代人类的远祖在中东地区安顿下来后，他们占领本属尼安德特人采集狩猎区的欧洲。而此后1.5万年,尼安德特人消失得无影无踪。究竟发生了什么？我们不得而知。 直到2010年发表在Science的论文公布了尼安德特人的基因组，证明这些杂交性行为把大概1%~3%的尼安德特人基因组序列带到了现代人的基因组中，并且一直存在于非洲人之外的所有人类中。对此只可能有一种解释:两个种群曾经相遇;而无论他们之间是否友好,两者肯定存在性关系。 虽然有种族屠杀之类的种种可能，但作为远古人类的后裔，我们愿意去想象一次美丽的邂逅。最终的结果是，与尼安德特人亲密接触的人类通过他们的混血后代，获取的尼安德特人的一些基因，并获得了生存的主导权，将获得的基因一直传递到我们这一代。 2016年10月在Science发表的一篇论文再度发现了在人类的两个近亲，倭黑猩猩 (Pan paniscus) and 黑猩猩(Pan troglodytes)之间，同样存在基因流动。而这可能源自10万年前它们的祖先之间发生的“亲密接触”。正应了著名遗传学家Reich的那句话：“在人类的历史上，我们一直在相当频繁地跟远亲发生关系”。 NO.2我爱你，为你生出怪胎又何妨？ 杂交是物种进化的驱动力之一，远古时期的邂逅产生的基因流动，对物种的形成具有深远的影响。然而经过漫长的进化过程，物种间的生殖隔离逐渐加强，导致现存的物种之间，尤其是高等动物和植物之间，不会再发生物种水平上的基因流动。但是在一些近缘物种之间，杂交仍然可以发生。比如，马和驴可以有爱情故事，它俩交配的结晶叫骡子。 驴子和马儿从小就生活在同一个马厩里，虽然驴子总想近水楼台先得月，但是落花有意流水无情，马儿根本不理会，所以驴子再急也没用。 漂亮的母马嫌弃“驴子的皮毛又粗又短，颜色更难看，身材又瘦又矮，像个乳臭未干的黄毛小子，一点也不帅，还有叫声简直就是嚎叫，还爱犯驴脾气，生气时又蹬腿又廖蹶子谁受得了？” 可是，每次马儿和驴子帮主人驮东西时，驴子都会主动多分担一些，很够爷们儿！尤其是一天，马儿和驴子单独上路，马儿口渴，驴子去给它寻找水源时，马儿被一匹饿狼盯上了，由于长期圈养，马儿妹妹已经变得手无缚鸡之力，狼呲着牙示威，并步步紧逼，她吓得直往后退，就在这时，驴子从远处狂奔而来，直接挡在马儿的面前，誓死捍卫，逼退了饿狼。马儿就不可救药地爱上了驴儿。数天后，在主人的成全下，驴儿得偿所愿幸福的拥吻着自己的马新娘。 数月以后，马儿生下了它们幸福的结晶，一个青出于驴而胜于驴的怪胎宝宝-----骡子。 骡子宝宝作为民间老百姓的智慧产物，在体型、力气和耐力上都比马和驴子要强，在机械动力出现前一直是一种重要的运输畜类。然而，骡子宝宝却不能生育，无法将杂交获得的基因信息传递到群体水平。 不过，这并不能妨碍，有更多的马儿和驴儿后代效仿先人。2014年8月，欧洲克里米亚动物园的一只雌斑马和雄驴交配，产下了“斑驴”宝宝，动物园管理员将它命名为“电报”(Telegraph)。“电报”的头部和上半身像驴子，它的四只脚则有斑马的黑白斑纹。可爱的“电报”总是贴在妈妈身边，非常受游客的欢迎。 像“斑驴”宝宝一样的物种之间的杂交后代还有很多，而且有很重要的用途。一是用来做育种，因为杂交后代可能会具有两个物种的优良性状，因此在应用上有更大的优势。一些重要的工业微生物，如啤酒酿造酵母，就是不同的酵母物种间杂交的后代。一些特殊风味的水果品种，和一些马铃薯、玉米品种，都是通过种间杂交技术获得。种间杂交在动物育种上的应用主要集中在鱼类。 物种间杂交的第二个用途是用来做进化和发育生物学研究，如种间杂交果蝇，被广泛的用来研究物种形成和生殖隔离的机制，和解析进化上基因组调控的规律。越来越多的证据表明，除了基因和蛋白质的序列差异，基因组的表达调控差异和基因表达水平的差异，都是物种进化和特定性状形成的驱动力。种间杂交个体将不同物种的基因组放置一个完全相同的细胞环境中，能够摈除外部环境对基因组表达调控的影响，更好的研究不同基因组的互作和表达调控差异，因此是进化生物学和发育进化生物学研究的一个重要模型。 NO.3 我爱你，愿陪你探索未知的一切 在哺乳动物中，因为存在非常强的生殖隔离，尤其是配子不亲和现象，远缘物种之间是完全无法杂交的。例如进化距离约2000万年的小鼠和大鼠（进化距离大于人和猩猩之间的距离），即便将配子融合在一起，产生的胚胎也完全无法发育，因此无法获得杂合二倍体细胞。 在中国科院动物研究所暗黑的鼠房里，一只大鼠不可救药地爱上了一只小白鼠，“她的毛发那么光滑柔软，四肢那么健美匀称，动作那么灵巧活泼，眼睛那么亮而有神，叫声那么悦耳动听，好想好想去抱抱她。”可是笼子太牢固，他日日挺起肥硕的身子趴在笼栏上巴巴地望着另一个笼子里——天真无邪不知忧愁的小鼠，那是他生命中的一抹sunshine. 可，有一天美丽的小鼠被拖上了实验台，大鼠在笼子里拼命地叫唤，拼命地打滚，终于成功地吸引了他们的注意力，它听到实验人员说，“反正要选一个大鼠做实验，就它吧。”于是，大鼠生平第一次有机会近距离看到了他的sunshine，他挣脱了实验人员的束缚，用力地抱住小鼠，安抚她的惊慌。被分开前，大鼠问出了他鼠生中第一句话：“你们要怎么处理我们？” 实验人员惊呆了，“原来这大鼠不是哑巴呀？我们想试试能否绕开生殖隔离的屏障，创造出哺乳动物远亲物种间的二倍体杂合细胞。就把你和那只小鼠的单倍体干细胞取出来，让你们融合成一体。” “融合成一体？跟她？”大鼠既惊喜又痛苦地望着他深爱的小鼠，“必须这样吗？我们的死亡。” 实验人员说，“如果实验成功，你们将是世界上首例人工创建的、以稳定二倍体形式存在的异种杂合胚胎干细胞。你不愿意这样实现自己的鼠生价值吗？” 看着小鼠祈求的目光，大鼠缓缓地点头，“如果必须要融合，那就让我陪着她吧。”｜ 本文科普属实，关于爱情，纯属虚构，仅供消遣。 今年中科院动物所在Cell发表的一项工作在这方面做出重要突破。周琪与李伟实验室建立了一系列哺乳动物的单倍体胚胎干细胞，并且发现单倍体干细胞除了可以便利地应用于遗传筛选外，还具有一定的配子特性和发育能力，例如，孤雄单倍体干细胞可以替代精子、孤雌单倍体干细胞可以替代卵母细胞核，来产生可育的后代。 在此基础上，他们通过细胞融合技术将小鼠孤雄（雌）和大鼠孤雌（雄）单倍体干细胞融合，从而绕开了小鼠和大鼠的精子与卵子无法识别、以及融合后无法完成早期发育的生殖屏障，获得了异种杂合二倍体胚胎干细胞。这类杂交细胞具有胚胎干细胞的三胚层分化能力，甚至能够分化形成早期的生殖细胞，并且在培养和分化过程中保持异种二倍体基因组的稳定性。 这是世界上首例人工创建的、以稳定二倍体形式存在的异种杂合胚胎干细胞，将为进化生物学、发育生物学和遗传学等研究提供新的模型和工具，从而完成更多的生物学新发现。
于是，小鼠和大鼠就开启了另一种生活方式：
这枚包含大鼠和小鼠的玉佩设计，象征一个融合了大鼠和小鼠基因组的杂合二倍体干细胞，权当两小只爱情的纪念。
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这玉佩是真的吗？
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有意思
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