近親繁殖有利于特有基因的延續(xù)，這是因?yàn)榻H繁殖會(huì)導(dǎo)致后代兩個(gè)拷貝基因相同的概率大大增加，如果這個(gè)相同的基因是致病的，那就會(huì)導(dǎo)致遺傳疾病。

——趙紹偉南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院遺傳與細(xì)胞生物學(xué)系特聘研究員

◎本報(bào)記者陳曦

一直以來(lái)，科學(xué)家們認(rèn)為，近親繁殖會(huì)導(dǎo)致各種先天性缺陷。這一現(xiàn)象在有性生殖的物種中普遍存在，而且有性生殖在進(jìn)化上的重要意義就在于通過(guò)雌雄個(gè)體遺傳信息(基因)的重組來(lái)增加物種的多樣性。

然而，近日發(fā)表在《細(xì)胞·基因組學(xué)》上的一篇論文發(fā)現(xiàn)了近親繁殖對(duì)基因影響的新案例：瑞典和新西蘭研究人員對(duì)新西蘭斯圖爾特島上的鸮鸚鵡進(jìn)行基因組測(cè)序時(shí)發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)歷了1萬(wàn)年的孤島隔離和近親繁殖后，鸮鸚鵡有害基因突變的數(shù)量比主島上的同類少。

這一案例也證明了，近親繁殖過(guò)程中，有害的基因突變可以被清除。這種清除機(jī)制的存在，真的能給瀕臨滅絕的物種帶來(lái)新的生機(jī)嗎?

近親繁殖遺傳疾病發(fā)生率增加

“從群體遺傳學(xué)的角度看，非近親繁殖能最大程度地保持物種的基因多樣性，有利于物種應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的環(huán)境。”南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院遺傳與細(xì)胞生物學(xué)系特聘研究員趙紹偉解釋說(shuō)，這種現(xiàn)象的基因組合原理很簡(jiǎn)單，以人類為例，人類除了精子和卵子是單倍體細(xì)胞，其他細(xì)胞都是二倍體細(xì)胞。也就是說(shuō)，人的每個(gè)基因基本上都有兩份拷貝，一份來(lái)自父親，另一份來(lái)自母親。如果父母是近親，有血緣關(guān)系，那他們的后代繼承的這兩份拷貝就有可能來(lái)自于共同的祖先，是相同的。而如果祖先的基因有缺陷，那后代繼承的兩份拷貝都存在基因缺陷的概率就會(huì)增大，出現(xiàn)各種疾病及生理缺陷的概率也就大大增加了。

大部分遺傳疾病都是隱性基因突變導(dǎo)致的，只有在該基因突變純合時(shí)，個(gè)體才會(huì)發(fā)病。在雜合的狀態(tài)下，個(gè)體正常。也就是說(shuō)，只有在致病基因的兩份拷貝都是壞的情況下才會(huì)發(fā)病，只要有一份正常就沒(méi)事。

著名的“王室病”血友病就是一種隱性遺傳病，之前，歐洲王室為保持血統(tǒng)純正而近親通婚，導(dǎo)致血友病在王室成員中高發(fā)。此外，白化病、紅綠色盲癥等都是比較常見(jiàn)的隱性遺傳病。

“這也是現(xiàn)在世界各國(guó)幾乎都立法禁止近親結(jié)婚的原因，這個(gè)原理在其他有性生殖的物種中也是一樣的。”趙紹偉說(shuō)，親緣關(guān)系比較遠(yuǎn)的兩個(gè)個(gè)體交配，其后代基因重組的多樣性會(huì)大大增加，有利于該物種的進(jìn)化，也有利于增強(qiáng)種群對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。

但有時(shí)候，人們?yōu)榱俗岏R、狗等寵物最大程度地保留其特有的基因，也會(huì)讓它們近親繁殖，以保證血統(tǒng)的純正。

“近親繁殖有利于特有基因的延續(xù)，這是因?yàn)榻H繁殖會(huì)導(dǎo)致后代兩個(gè)拷貝基因相同的概率大大增加，如果這個(gè)相同的基因是致病的，那就會(huì)導(dǎo)致遺傳疾病;如果這個(gè)相同的基因不致病，而是會(huì)導(dǎo)致某種特有的性狀，就會(huì)出現(xiàn)如馬更高大健壯、鬃毛更光滑漂亮，一些狗看起來(lái)更可愛(ài)等情況。”趙紹偉介紹，通過(guò)近親繁殖，尤其用純種之間進(jìn)行交配就更能延續(xù)這種特有基因及其決定的性狀。但如果讓具有這些優(yōu)良性狀的純種個(gè)體與不具有這些性狀的個(gè)體雜交，那這種特有基因就會(huì)處于雜合狀態(tài)，性狀表現(xiàn)不出來(lái)，時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)丟失。

長(zhǎng)時(shí)間近親繁殖有害突變被清除

前文所述最新研究針對(duì)的是一類特殊的鸚鵡，叫鸮鸚鵡。它們體重很大，不會(huì)飛。新西蘭是由南北兩個(gè)大的主島和很多小島組成的，研究者此次研究的是新西蘭南主島南面的一個(gè)叫斯圖爾特的小島上的鸮鸚鵡，由于這些鸮鸚鵡不會(huì)飛，不能跨過(guò)海峽，因此不能和主島上的同類進(jìn)行交配，長(zhǎng)期處于被隔絕狀態(tài)。

研究數(shù)據(jù)顯示，斯圖爾特島上幸存的鸮鸚鵡種群已經(jīng)被隔離了大約1萬(wàn)年，其攜帶的有害基因突變比主島上的同類少。這也證實(shí)，在此期間，有害基因突變被名為清除的自然選擇過(guò)程消除了。

科學(xué)理論認(rèn)為，在小種群中，有害突變可能會(huì)累積，進(jìn)而導(dǎo)致滅絕風(fēng)險(xiǎn)增加。但通過(guò)近親繁殖暴露出來(lái)的有害基因突變，也可能通過(guò)自然選擇消除，這一過(guò)程被稱為清除。

趙紹偉解釋，其實(shí)清除的過(guò)程就是鸮鸚鵡在長(zhǎng)時(shí)間的近親繁殖過(guò)程中，有害基因突變有更高的概率在種群個(gè)體中純合，進(jìn)而導(dǎo)致個(gè)體生病、死亡被自然選擇淘汰，這些有害基因突變隨之消失。

“近親繁殖會(huì)大大增加這些有害基因突變?cè)谕粋€(gè)個(gè)體中純合的概率，即同一個(gè)個(gè)體的兩個(gè)拷貝基因都是壞的的概率增加，進(jìn)而促進(jìn)這一清除過(guò)程。”趙紹偉說(shuō)。

保護(hù)瀕危物種增加物種多樣性更靠譜

對(duì)于此項(xiàng)研究的結(jié)果，研究人員似乎看到了保護(hù)處于極度瀕危狀態(tài)物種延續(xù)的新希望，他們認(rèn)為，隨著時(shí)間的推移，大量基因缺陷已經(jīng)消失，高度近親繁殖可能并不一定意味著該物種注定要滅絕。

對(duì)此，趙紹偉并不是非常認(rèn)同，他表示：“整體上看，近親繁殖對(duì)于一個(gè)進(jìn)行有性生殖的物種的延續(xù)是不利的。因?yàn)檫@除了會(huì)增加致病基因在個(gè)體中純合的概率，進(jìn)而減少種群數(shù)量外，還會(huì)大大降低物種的遺傳多樣性，不利于物種應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的環(huán)境。”

隨著瀕危物種種群數(shù)量的降低，近親繁殖幾率的增加，一定會(huì)有更多個(gè)體因遺傳疾病、生理缺陷而被淘汰。比如出于人們對(duì)于純種寵物的追求，人們會(huì)讓寵物近親繁殖而使得其血統(tǒng)越來(lái)越純正，但是動(dòng)物也會(huì)因近親繁殖導(dǎo)致致病基因純合的概率大大增加，一些著名的純種犬有各種各樣的遺傳病，飼養(yǎng)起來(lái)更加“金貴”，而且這樣的繁殖所伴隨的是低成活率及高淘汰率。

“應(yīng)用這種清除的方式來(lái)消除有害基因突變的方法，最可能的結(jié)果應(yīng)該是種群數(shù)量降低到最小閾值數(shù)量以下，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)物種滅絕。”趙紹偉認(rèn)為，對(duì)瀕危動(dòng)物的保護(hù)還是要增加種群數(shù)量，盡量讓物理和親緣關(guān)系比較遠(yuǎn)的個(gè)體交配繁衍后代，避免近親繁殖，增加物種多樣性從而保護(hù)種群，這樣的方法更靠譜。

不過(guò)趙紹偉也表示，此項(xiàng)研究對(duì)于瀕危動(dòng)物保護(hù)和物種延續(xù)也有一定的積極意義，畢竟給出了近親繁殖還有清除有害突變這一有利因素的一個(gè)實(shí)例，可以說(shuō)是近親繁殖百害中的一利。這些經(jīng)過(guò)慘烈淘汰剩下的鸮鸚鵡應(yīng)該更健康，用它們來(lái)和主島上的同類交配對(duì)于恢復(fù)種群數(shù)量可能會(huì)有一定的幫助。

關(guān)鍵詞： 物種 瀕臨滅絕 有害基因 近親繁殖