中青在线  2007.07.20  来源：科报网

蓝月亮蝶

    在南太平洋岛国西萨摩亚，生长着一种美丽的热带蝴蝶，学名幻紫斑峡蝶(Hypolimnasbolina)，通常称为“蓝月亮”。近几年，由于受到一种名为沃尔巴克氏体的细菌的侵扰，在乌波卢岛和萨瓦伊岛上的雄性“蓝月亮”曾一度濒临灭绝。但是经过短短几年时间的进化，“蓝月亮”就获得了抵御沃尔巴克氏体攻击的“秘密武器”———抑制基因，其家族的男丁重新兴旺。这可能是科学家观测到的最快的生物进化过程，也是对达尔文生物进化论的最新证明。

　　都是细菌惹的祸

　　沃尔巴克氏体(Wolbachia)是一类分布于节肢动物(如昆虫)生殖组织内的共生细菌。这些共生细菌通过卵细胞的细胞质传播，并参与多种调控其寄生动物生殖活动的机制，如诱导孤雌生殖、雄性致死和调节繁殖力等。通俗地讲，对于“蓝月亮”蝴蝶来说，沃尔巴克氏体喜欢搭乘雌性蝴蝶的卵细胞这辆“便车”来进行传播。由于雄性蝴蝶对它的生存繁殖来说是“无用的东西”，因此它会有选择地攻击杀死雌蝴蝶体内的雄性蝴蝶卵，使得雌蝴蝶产下的后代，绝大多数是雌性。经过几代传播，整个种群的雌性蝴蝶都会带有这种细菌，而雄性蝴蝶将越来越少。

　　2001年，研究人员经过调查发现，乌波卢岛和萨瓦伊岛上的雄性“蓝月亮”在其蝴蝶家族中所占的比例已不足1%。2002年，英国伦敦大学学院的格雷戈里·赫斯特及其同事经过研究证明，导致“蓝月亮”蝴蝶性别比例严重扭曲的罪魁祸首就是沃尔巴克氏体。沃尔巴克氏体实乃雄性蝴蝶的“冷血杀手”。

　　美丽的“蓝月亮”难道要成为“女儿国”？不必担心，大自然适者生存的法则永远在发挥作用。面对巨大的自然选择压力，为了捍卫雄性的生存权利，“蓝月亮”蝴蝶与沃尔巴克氏体进行了一场艰苦的“卫子”之战。

　　“蓝月亮”的“绝地反击”

　　2006年，科学家对西萨摩亚几个岛上的“蓝月亮”蝴蝶进行了新一轮调查研究。在乌波卢岛，他们惊喜地发现，该岛上“蓝月亮”蝴蝶的雌雄比例已接近1∶1。他们捕捉了14只雌蝴蝶进行人工饲养，发现它们都顺利地产下了健康的“男丁”，雌雄比例基本持平。这说明沃尔巴克氏体对它们的杀伤力已大打折扣。

　　在萨瓦伊岛上的发现才真正称得上是让人惊讶。2006年初，这个岛上的雄性“蓝月亮”所占比例还不足1%。然而，到了2006年底，差不多经过了10代的繁衍进化，雄性“蓝月亮”的数量已火箭般爆增，所占比例接近40%。美国加州大学伯克利分校的博士后研究员西尔万·查兰特说，“就我所知，这是迄今为止科学家观测到的最快的进化过程。”

　　查兰特和赫斯特发表在7月13日《科学》杂志上的论文指出，在这两个岛上都没有观测到“蓝月亮”蝴蝶和其它种类蝴蝶的异种交配。因此，“蓝月亮”蝴蝶不是依靠其它物种，而是通过自身种群的进化，获得了对付沃尔巴克氏体的“秘密武器”，赫斯特称其为“抑制基因”。

　　通过进一步的基因分析发现，沃尔巴克氏体存在于这两个岛上的所有“蓝月亮”蝴蝶中，并且没有什么基因上的变化。他们通过基因渗入方法将沃尔巴克氏体菌注入到不带有抑制基因的“蓝月亮”蝴蝶的细胞中，仅仅经过三代的渗入，沃尔巴克氏体专杀雄性蝴蝶的能力就达到了颠峰，说明沃尔巴克氏体的传染能力并没有减弱。可以说，并非是细菌本身的改变而导致雄性蝴蝶再度恢复活力，这两个岛上“蓝月亮”蝴蝶性别比例的戏剧性变化只能归功于抑制基因的广泛获得。

　　查兰特表示，在未来3年的时间里他们将了解更多，那时抑制基因的精确位置就能被确认。现在尚不清楚，这种抑制基因是出自该岛“蓝月亮”蝴蝶自身的基因突变，还是由东南亚迁移过来的“蓝月亮”蝴蝶引入，东南亚的蝴蝶已经具备了这种基因。但不论该基因突变来自哪一种途径，接下来的一步都是自然选择。抑制基因使得雌蝴蝶可以产下雄性后代，这些雄蝴蝶和很多很多的雌蝴蝶交配，使得越来越多的后代具备了这种抑制基因。

　　赫斯特表示，人们通常认为自然选择是一个缓慢的过程，要经历几百或几千年的时间。但在这项研究中，从进化的时间尺度来看，“蓝月亮”蝴蝶的进化只不过是一眨眼的功夫，这是一个值得观察的显著事件。

　 “军备竞赛”仍在继续

　　“蓝月亮”蝴蝶和沃尔巴克氏体的斗争体现了生物进化中的一个有趣的现象———“红后原则”(RedQueenPrinciple)。查兰特解释说，“红后原则”来源于刘易斯·卡罗尔的名著《爱丽丝镜中奇遇记》，爱丽丝和红后在山顶上愈跑愈快，到头来却发现她们依然处在同一位置。也就是说，要保住原来的位置，就得马不停蹄地往前跑。在大自然的有机物中，无论是掠夺者和猎物，还是宿主和寄生物，都必须不断进化，才能维持双方的平衡。

　　事实上，发生在“蓝月亮”蝴蝶身上的故事并非绝无仅有，不少节肢动物都感染过专杀雄性后代的病菌。先前就有研究揭示，一些昆虫在面对几乎要沦为单性的繁殖压力下，会通过异乎寻常的方式来重新恢复其家族的性别平衡。

　　沃尔巴克氏体会善罢甘休吗？它会不会也进化出对付抑制基因的本领？查兰特认为这完全有可能，沃尔巴克氏体的基因也会发生变异，从而恢复其杀伤力。看来这是一场节节高升的“军备竞赛”，双方的本领都会愈来愈厉害，从“兵来将挡，水来土掩”，直到“你有狼牙棒、我有天灵盖”为止。不知最终的赢家会是谁。

 

 

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