亚马逊小鲫鱼（Poecilia formosa）是一种完全由雌性组成、以无性方式繁殖并产下活体幼鱼的鱼类。由于其后代与母体基因一致、属于克隆个体，该物种长期以来被视为对传统进化理论的挑战：在缺乏遗传多样性的情况下，克隆生物按“穆勒棘轮效应”应会逐步累积有害突变并走向灭绝，但亚马逊小鲫鱼却已存续并繁衍超过10万年。

《自然》杂志发表的一项新研究通过追踪该物种DNA随时间的变化，给出了可能的遗传学解释。研究的遗传证据显示，亚马逊小鲫鱼相较其有性繁殖的近缘物种累积突变更快，但并未出现预期的遗传衰退。研究团队指出，其关键在于“基因转换”机制：当基因发生损伤时，细胞可从自身DNA的另一部分复制同一基因的健康版本，并覆盖错误区域，从而清除有害突变。

偶然形成的物种与无性繁殖方式

研究称，亚马逊小鲫鱼并非经由长期渐进演化形成，而是约10万年前一次杂交事件的结果：在墨西哥坦皮科附近，一条墨西哥鲫鱼（Poecilia mexicana）雌鱼与一条宽鳍鲫鱼（Poecilia latipinna）雄鱼交配，产生了杂交后代，即亚马逊小鲫鱼。研究指出，现存个体均可追溯至这次交配事件。

与狮虎兽或骡子等常见杂交动物往往不育不同，亚马逊小鲫鱼能够繁殖。其卵巢内的特定细胞会经历一种经过修改的减数分裂过程：虽然属于有性生殖生物常见的细胞分裂方式，但在该过程中不发生来自双亲染色体的配对与遗传信息交换。由此产生的卵子已携带完整的双套DNA，可发育为与母体基因完全相同的新个体。这种克隆式繁殖被称为无融合生殖（apomixis）。

基因组图谱提供新证据

研究团队使用长读长测序技术，构建了亚马逊小鲫鱼及其两种亲本物种的高精度、完整基因组图谱，以补足此前缺乏单倍型解析基因组数据的空白。

在方法上，研究人员结合Hi-C与三元分箱技术解析亚马逊小鲫鱼基因组：Hi-C用于揭示DNA如何折叠形成染色体结构，三元分箱则将来自两亲本的DNA组分离开来，使研究人员能够分别分析两条谱系的遗传变化。

研究发现，基因转换在该物种中广泛存在，并支持两条与突变修正相关的路径：一是适应性（正向）选择，促进有益突变的保留；二是净化（负向）选择，减少群体中有害遗传变异。研究团队还观察到，在携带免疫或细胞信号等关键生物指令的DNA区域附近，遗传修复发生的比例更高。

此外，基因组图谱显示，亚马逊小鲫鱼两套DNA中，来自墨西哥鲫鱼的那一半突变与变化速度快于来自宽鳍鲫鱼的那一半；相关变化趋势与野外原始物种的变化相呼应。

研究作者表示，这些结果为无性繁殖的长期进化成本争议提供了新的遗传学证据，并将基因转换确立为抵消负面影响的重要机制。研究也提出后续问题：其他长期存续的无性物种是否同样依赖基因转换来避免穆勒棘轮效应，或是否存在不同机制仍有待进一步研究。

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