性别基因之战如何在能够改变性别的物种中展开

RIKEN 研究人员开发的模型首次纳入了在生命周期中改变性别的物种，有望对影响雄性和雌性生殖成功的基因产生新的见解。该研究发表在《英国皇家学会学报 B：生物科学》上。

一些促进雌性繁殖成功的基因可能对雄性有害，反之亦然——这种现象被称为“性对抗”。有时，这些基因可以在对其有害的性别个体中被沉默。然而，这些性对抗基因可能需要很长时间才能被关闭，因此它们可能在两性中都保持活跃几代人。

“研究人员长期以来一直对性对抗如何维持群体遗传变异以及是否系统地偏好某一性别的变异感兴趣，”日本理化学研究所跨学科理论和数学科学的托马斯·希区柯克(Thomas Hitchcock)说。

大多数性对抗模型都假设一个简单的生命周期，即个体产生后代然后死亡。科学家们现在通过考虑近亲繁殖和代际重叠等因素，为这些模型增添了更大的现实性。

一些物种，包括一些鱼类、植物和甲壳类动物，具有在整个生命周期中改变性别的能力。它们被称为连续雌雄同体，个体在不同年龄可以同时繁殖为雄性和雌性。由于性对抗在这些物种中可能特别严重，因此它们可能有助于检验性对抗选择理论。

“连续雌雄同体的模型很有趣，因为它们融合了年龄和性别的问题，”希区柯克指出。

现在，英国圣安德鲁斯大学的希区柯克和安迪·加德纳首次将连续雌雄同体纳入性对抗模型中。

他们的模型允许任意的性别变化模式，包括将性别从雄性变为雌性以及从雌性变为雄性的物种。该模型还包括雄性和雌性交替生殖策略的物种，例如某些珊瑚。

年轻时有益的基因变异可能比老年时有益的基因变异更受青睐。在连续雌雄同体中，类似的模式会产生对一种性别的偏见，而这种偏见将取决于性别变化的方向。

希区柯克说：“我们的模型显示了不同的变性系统如何预测性对抗的不同后果，以及这种后果如何在基因组的不同部分之间发生变化。”

两人发现，对于从雌性变为雄性的物种，对雌性有利的遗传变异通常更容易在下一代中增加频率。对于从雄性变为雌性的物种，则存在相反的趋势。

然而，考虑到性别变化、年龄和外部影响的复杂性，还需要进一步研究。“这很有趣，我们热衷于与其他人合作进行这些调查，”希区柯克说。