柚子為什麼會半紅半黃?這事得問哪吒

一到秋冬,我們的微博就收到類似這樣的問題——「為什麼我買的柚子/橘子/橙子有兩個色?是不是轉基因的?有毒沒?」

看著能吃,又不敢貿然下口

看著能吃,又不敢貿然下口

這個問題三兩句話說不清楚,是個複雜又神秘的問題,甚至,還是個玄學問題……

01

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兩套班子一塊牌子

首先,這種雙色果是人工的麼?不是。

雖然人工可以實現,但市場上買到的這種很偶發的,還真就是大自然的傑作。呃,也不能叫傑作,是大自然的bug。

這種現象叫做「嵌合體」。簡而言之,一個生命個體裡有多種遺傳資訊不同的細胞,可它們還不打架,相安無事,這就叫嵌合體。這兩種不同的細胞可能有各種來源,有自然的也有非自然的。

這不是被潑油漆了,而是葉子不同色的嵌合體

圖片來源網路

沒聽明白不要緊,是有點複雜。舉個例子,我們的器官移植,就是要讓來自兩個人的細胞嵌合在一個人體內,這兩種細胞裡的遺傳物質當然不相同,而身體也知道它們不相同,會產生排異現象,阻止它們成功嵌合。

可天然生長的柚子怎麼會有兩套遺傳資訊呢?放在別的水果裡不容易,可放在柑橘家族——芸香科裡幾率就大的多了。

芸香科啊,那沒事了

芸香科啊,那沒事了

老粉絲應該知道,芸香科是自然雜交極多的科,各物種之間私生活比較亂,不同品種甚至不同種的花粉和雌蕊一不留神就看對眼,彼此接納了。就算是正常生長的芸香科植物,一個枝條發生突變的概率也比其他科高。

這張著名的圖沒人不知道吧?

這張著名的圖沒人不知道吧?

植物對於嵌合體的「排異」不像動物那麼嚴重,經常可以相安無事。如果一個枝條發生了基因突變,也沒有死去,那這棵柚子樹就同時擁有了兩套遺傳資訊,它們可能在果實中都發生表達。

又或者這棵柚子樹是由兩個不同品種或物種嫁接而成的。本來嫁接就像合租,一個房簷下各過各的。可也有的住著住著產生感情了,過一塊去了。嫁接處附近機緣巧合下產生了新的芽和枝,兼有兩種遺傳資訊,都發生表達,這就是一個嫁接嵌合體。

這種雙色柚子的產生以第一種可能性為多。

嵌合是柑橘家庭的拿手好戲

嵌合是柑橘家庭的拿手好戲

圖片來源網路

我們經常看到植物有一片葉子多種顏色,或者一條枝上花色不同、一朵花上半紅半白等等現象,這通常都是嵌合的結果。有的嵌合併不突發在這一棵樹,而是出在它的老祖先身上,經過園藝學家發現並挑選,把這些嵌合特點通過無性繁殖保留了下來(絕大部分嵌合是不能通過有性繁殖遺傳的),成為了花園裡的名品。

充滿嵌合現象的「跳枝梅」兩色的隨機表達

充滿嵌合現象的「跳枝梅」兩色的隨機表達

攝影:老信

02

你和你哥哥說不清楚的事

好了,說了這麼多嵌合體,我出一道思考題給大家。都知道馬和驢交配可以生出騾子,那騾子是嵌合體嗎?

那麼問題來了,這是驢還是騾子?

那麼問題來了,這是驢還是騾子?

答案是否定的。嵌合體內要同時存在兩套或以上的遺傳資訊,而馬和驢的資訊不是共存,而是二合為一,生成了新的一套——騾子的遺傳資訊。這是雜交,不是嵌合。

動物的嵌合比植物難發生的多,越「高等」的動物就越難。節肢動物中發生嵌合的比例相對較高,比如雌雄嵌合的昆蟲、半黑半紅的龍蝦等等。為什麼節肢動物容易發生嵌合目前還不得而知,只能說它們在生殖過程中發生突變或錯誤的幾率比較高。

雌雄嵌合龍蝦

雌雄嵌合龍蝦

圖片來源網路

有人說,不對啊,我見過嵌合貓啊,哺乳動物也能嵌合啊。沒錯,別說貓,人也能在自然條件下發生嵌合!

在前十幾二十年裡,全世界曾經出現過不止一次這樣的新聞——一個媽媽和自己的孩子做親子鑑定,結果發現不是親的。注意,是媽媽,不是爸爸。爸爸不是親的這事還說的通,但十月懷胎,孩子是從媽媽身上掉下來的肉,咋還能不是親的?

難道是抱錯了?還真不是

難道是抱錯了?還真不是。

最終科學家給出的解答是——這是一種很罕見的嵌合現象。這個媽媽在自己還是胎兒的時候,其實有一個雙胞胎的兄弟姐妹,只不過很早就胎死腹中,停止了生長,以至於根本沒人知道他的存在。而活下來的這個個體會吸收死亡個體的一些細胞為己所用,所以在身體的一些地方是自己的一套基因,而另一部分(通常是頭髮、皮膚、生殖系統等特殊所在)是自己兄弟姐妹的那一套。

異瞳就是嵌合個體的一種表象

異瞳就是嵌合個體的一種表象

圖片來源:

對,某相聲演員說過:「死的是你,你是你哥哥!」

事實是,你沒死,你哥哥也是你!好巧不巧,這位媽媽的卵細胞和自己的常規體細胞不是一套,那孩子自然就「不是親的」,理論上可能得叫侄子……

貓的嵌合體也是胚胎時期產生的,只不過比起人來,它們的嵌合經常寫在臉上,一望可知。

貓貓:不妙,嵌合地有點明顯

貓貓:不妙,嵌合地有點明顯

圖片來源網路

03

潘多拉的盒子

不管是龍蝦還是貓,抑或是人,都是同種嵌合,貓和貓嵌合,人和人嵌合。有沒有不同種間的動物嵌合體呢?

有啊,比如他——人和蓮花的嵌合。

哪吒:謝邀,我還是個藕

哪吒:謝邀,我還是個藕

還有他——人和蜘蛛的嵌合。

還有他——人和蜘蛛的嵌合

蜘蛛俠:謝邀,從來沒想到會出現在這種文章裡

別以為我是在開玩笑。雖然哪吒和蜘蛛俠都是虛構的「神話人物」,可人類認知嵌合體的過程還真就沒離開神啊怪啊的。

嵌合體的英文是chimera(中文有時音譯成「奇美拉」),這個詞本就是希臘神話裡的一個神獸,獅子頭、羊身、蛇尾。當科學家想給嵌合體找個詞時,就想到了這位傳說中的「異種嵌合體」,以它命名還真是準確又有文化感。

chimera

chimera

圖片來源:wiki

事實上,自然界中並不存在異種嵌合的動物。同種器官移植還那麼大風險呢,異種更是不可能發生,也不可能存活。

但是,人為條件下的異種嵌合體卻早就存在了。在上世紀七十年代,科學家就開始了異種嵌合的實驗,最終成功的人工「合成」出來可存活的小家鼠和卡氏小鼠的異種嵌合體。之後三十年,山羊和綿羊的嵌合體以及不同牛之間的嵌合體也「合成」成功。

Goat和sheep的嵌合體,英語叫geep,可以翻成綿山羊?圖片來源:wiki

一年前,美國的馬里蘭進行了歷史上首例豬心移植給人的手術。患者有嚴重的心臟問題,已經救無可救,索性死馬當活馬醫,為科學做了次探索。這名患者在手術後兩個月去世,也就是說,豬心臟在他的身體裡好好的工作了兩個月。這算是首個存活的人類異種嵌合體了。

接受豬心移植的內貝特先生和他的醫生

接受豬心移植的內貝特先生和他的醫生

圖片來源:bbc

聽到這,也許你已經渾身汗毛倒立了。沒錯,雖然這些實驗從科學上是偉大的,但也面臨著巨大的安全隱患和倫理問題。

隨著幹細胞技術的發展,事實上,人類已經成功地在實驗室裡製造出了人和其他動物的嵌合胚胎,比如人兔、人豬甚至人猴,當然最終都「銷燬」了。這些研究會給胚胎學和醫學帶來很多進展,甚至有可能是將來人類器官移植、最佳化遺傳疾病的一條出路。但目前,科學界對這些研究的態度還是非常謹慎保守的。

畢竟,動物異種嵌合就像個潘多拉的盒子,打開後風險未知。就算風險可控,道德倫理上的底線也是科學不得不面對的「枷鎖」。也許幾十幾百年後,人類從技術上真的可以製造出哪吒或者蜘蛛俠,但我們有多少人希望生活在封神榜或者超級英雄的世界裡呢?就算人願意,我們的動物朋友們呢?

唐僧:你們仨反省下自己的身份

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往期內容回顧

擁有一雙天然「鴛鴦眼」是什麼體驗?

撰文 | 信浮沉

微信編輯 | 阿什麼爽

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