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错了没关系,争论中坦荡就好 精选

已有 7400 次阅读 2017-8-9 17:35 |个人分类:科研、科技、科学家|系统分类:海外观察

前几天,伴随着韩春雨等人从Nature Biotechnology撤稿,华人科学界一件轰轰烈烈的大事谢幕了。但其中的是是非非恐怕短时间内难以了结。我所在领域同期也发生了一件事,虽然没有韩春雨的论文那么轰动,在国际进化生物学这个小圈子里,似乎也是起伏跌宕。其中有些情节与韩春雨事件颇有几分相似之处,但相关作者的表现,则更像成熟的科学家。

这个故事从世间最让人难以捉摸的事情说起,什么是情,什么是爱,为什么会有性?情爱是困扰哲学家和诗人的谜团,性则是困扰进化生物学家的难题。性,这种真核生物中超级普遍的现象,它出现和存在的理由相当费解。没有性之前,每一个个体都可以繁殖后代,有了性之后,两个个体合在一起才能繁殖。并且繁殖效率也没有明显提高,反而是明显低于两个个体分别繁殖的效率。

遇到这种问题,少数特例就成了科学家的幸运星。既然说性在自然界超级普遍存在,也就是存在少量无性繁殖的特例。它们与有性生殖的生物相比,有什么优点、有什么缺点,在什么情况下有优点,什么环境下表现出缺点,可能就是揭示有性生殖起源与进化的关键。在无性繁殖的生物中,绝大多数是在进化历史尺度上很短的时间内失去或者部分了有性繁殖能力。罕见的特例是蛭形轮虫(bdelloid rotifers),它们是真正的女儿国。它们有个美称叫睡美人,sleeping beauties(1)。得名原因是它们应对缺水干渴的手段是美美地睡上一大觉,三五个月,十年八年都可以,什么时候有水了什么时候再醒来。这类小睡美人不仅外形上没有像雄性隐私部位的器官,显微镜下也看不到染色体联会和数目减半这些减数分裂的典型特征(顺便说一句,这项显微镜下的工作是美籍华人细胞生物学家徐道觉完成的,患有自豪饥渴症的那些国人可以用此例子缓解一下)。一些研究显示,这些小睡美人耐得住寂寞已历时六千万年。它们有什么特殊,它们为什么可以独守空房这么久,却没有像其他无性繁殖生物一样走上穷途末路呢?

图片来源tolweb

近十来年大规模测序研究发现,这些小睡美人的基因组中含有一些别的生物的DNA,包括细菌、真菌甚至植物。普遍的解释是,它们缺水休眠引发大量DNA损伤,在修复这些损伤的过程中主动或被动地获取了环境中的DNA序列。于是有人想,既然毫不相干的阿猫阿狗的DNA都可以进得了它们的细胞,隔壁老王(这里指生活在一起的其他小睡美人)更应该近水楼台,贡献更多的DNA。要知道,缺水休眠不是美美地睡一觉,而是伴随着一定比例个体的死亡。隔壁老王渴死了,它的DNA也就成了环境中的DNA,可能与细菌、真菌的DNA一起进入活睡美人的细胞核中。这里面技术上存在一个难题,她妈的DNA和隔壁老王的DNA很相似,如何在女儿的基因组中区分开她妈给的和隔壁老王贡献的,不太容易。不容易也不是不能做。2016年,Debortoli等人就想办法认一认。他们研究的结果是,蛭形轮虫物种间共享DNA现象很普遍,你中有我的,我中有你的(2)。这样一来,蛭形轮虫几千万年的纯真形象也就被打破了。它们虽然没有轰轰烈烈的两情相悦,但它们也通过这种羞羞答答的隐秘方式交换着DNA。没有性的形式,但有性的实质效果---遗传物质的个体间交流。本以为这个纯洁的女儿国为揭示真核生物性的起源与进化提供什么线索,没想到,她们有另类性方式。

虽然没有人把这一研究结果说成是诺贝尔奖级的成果,在进化生物学这个领域内,这确实是件大事。于是乎,也就有领域内权威专家(Tanja Schwander)对此论文表扬一番(不要过分苛责韩春雨事件中的饶毅和邵峰,只要彼此间没有利益输送,表扬一下自己认为重要的研究结果也是科学界的常态)。我就不翻译了,转载几句原话(3),"The End of an Ancient Asexual Scandal"(这是评论文章的标题), “... provide direct evidence for some form of genetic exchange between bdelloid rotifer individuals”, “This may be quite likely since even small amounts of recombination and genetic exchange between individuals appear to be enough to provide all the benefits of sex”,“bdelloids should no longer be considered as asexuals and the starring role of the most notorious asexual scandals should be transferred to a different group, perhaps oribatid mites or darwinulid ostracods, unless these groups have also found alternative ways for parasexual reproduction in the absence of meiosis and males.”

与韩春雨事件类似,Debortoli等人的论文发表后,很多人怀疑他们的结果有问题。Wilson等人怀疑小睡美人孩她妈的DNA和隔壁老王的DNA不一定是在休眠时混在一起的,更可能是在做研究的时候混到一起了(4)。当然啦,这又分为两种情况,一种是Debortoli等人为了得到预期的研究结果,故意混到一起的;第二种是由于这些小睡美人个子实在太小了(不到一毫米),操作过程中彼此污染在所难免。这种情况下,Debortoli等人表现得就比韩春雨等人成熟。他们明知道对方是在挑刺,要推翻自己的结论,但还是做到你要什么材料我提供什么材料。种什么瓜结什么果,Wilson等人在文章中虽然对Debortoli等人的研究结果百般批评,但对Debortoli等人的人品还是给予了充分的肯定,"We appreciate the open and collaborative spirit in which the authors shared their data",同时提到自己推测的污染时,也重点强调“Unintentional”。

再看看吃瓜群众的反应。Wilson等人的论文在BioRxiv上预发表了才一个多月,就已经获得45条Tweets推荐,其中包括本领域John Logsdon的短评最直截了当,Not con-specific HGT in bdelloid rotiers, just transfer of experimental material between tubes。舆论一边倒地站在了Wilson等人这边。但同时,没有人怀疑Debortoli等人造假,都是怀疑他们错了。

估计,等Wilson等人的文章正式发表之后,Current Biology编辑部也不会催促Debortoli等人去撤稿。当然,不排除Debortoli等人通过“优化的实验方案”做出支持原有结论的进一步研究结果。不管怎么样,争论过程中,心胸坦荡就好,就不会给作者的学术声誉带来大的伤害。

1、Ricci C. 2017. Bdelloid rotifers: 'sleeping beauties' and 'evolutionary scandals', but not only. Hydrobiologia 796: 277-285.

2、Debortoli N, Li X, Eyres I, Fontaneto D, Hespeels B, Tang Cuong Q, Flot J-F, Van Doninck K. 2016. Genetic Exchange among Bdelloid Rotifers Is More Likely Due to Horizontal Gene Transfer Than to Meiotic Sex. Curr Biol 26:723-732.

3、Schwander T. 2016. Evolution: The End of an Ancient Asexual Scandal. Curr Biol 26:R233-R235.

4、Wilson CG, Nowell RW, Barraclough TG. 2017. Evidence for "inter- and intraspecific horizontal genetic transfers" between anciently asexual bdelloid rotifers is explained by cross-contamination. BioRxiv. http://www.biorxiv.org/content/biorxiv/early/2017/06/20/150490.full.pdf



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