有性繁殖助海藻度过生命低潮

生物通快讯：一些人服用维生素是为了减轻自由基对细胞的破坏。一种叫做团藻(volvox)的圆形海藻能够通过有性生殖保护自己不受自由基伤害。新的研究发现自由基能够刺激一种促使海藻从无性生殖转到有性生殖的基因。这一发现暗示有性繁殖可能与应付产生自由基的环境应力有关。

自由基也称为活性氧，是一类代谢的副产品。细胞中不断地产生这种物质，但正常的细胞能够避免它们造成伤害。然而应力能打乱这种平衡，使自由基浓度上升并破坏DNA或摧毁细胞。Volvox carteri生活在淡水中，一般进行无性生殖，但是如果水变得很温暖时则转为进行有性生殖。与无性生殖的后代不同，受精的细胞具有坚硬的细胞壁。这使得它们在夏天干塘时能够在水塘底部沉睡。加拿大New Brunswick大学的进化生物学家Aurora Nedelcu对因高温而产生的多余的自由基是否对这种转变产生影响进行了研究。

她及其同事对实验室培养的无性繁殖volvox进行研究，通过添加一种在接触到自由基时能发出荧光的化学物质来测定自由基的浓度。当研究人员加热培养体系时，自由基浓度在最初的10分钟内快速上升并且在两个小时内浓度增加一倍。这个时候，诱导游行繁殖的基因变得活跃并且volvox开始产生雄性和雌性配子而不是无性配子。这个研究组将结果公布在6月9日的Proceedings of the Royal Society的电子版上。当研究者添加一种能消除自由基的酶时，基因的活性有所下降。这进一步表明自由基正在敲击这个繁殖开关。

Nedelcu说，有性的优势是双重的。首先，这种硬壳的产生有助于有机体度过恶劣时期。但更重要的或许是它能够将每个配子的染色体的一部分混合起来并因此促进因自由基而损伤的DNA的修复。她说，这些发现与一个有些争议的理论一致，即游有性生殖是一种修复DNA损伤的方法。

“性，可能是机体应对由应力诱导产生自由基而造成的损伤的一种适应性反应，这个假设是很有意义的”，Bielefeld大学的Armin Hallmann说。Armin认为这个新证据很有说服力。“这些观点为低等真核细胞的性和应力的研究注入了新鲜空气。”