動植物中的染色體數目之最

孫文光 李志敏

(1 云南師范大學生命科學學院 昆明 650500； 2 中國科學院東亞生物多樣性與生物地理學重點實驗室 昆明 650201)

細胞是真核生物體的“基本單位”，在細胞中最為重要的結構是細胞核，染色體代表真核細胞的自我復制的遺傳結構，是“基因的載體”，是組成細胞核的基本物質。研究物種的染色體數目及核型能夠獲得許多重要的分類學信息。

1 染色體數目最少的動植物

1.1 動物 杰克跳蟻(Myrmeciapilosula)是一種原產于澳大利亞的螞蟻，雌性個體擁有兩條染色體，而雄性個體是單倍體，因此只有一條染色體[1]。杰克跳蟻是世界上已知的染色體數目最少的動物。

1.2 植物 在植物中染色體最少的有6種(表1)，其染色體數目都為2n=4，全部屬于被子植物(都為非國產植物，故未提供中文名)[2]。

表1 6種已知染色體數目2n=4的被子植物

2 染色體數目最多的動植物

2.1 動物 染色體數目最多的動物是大西洋眼灰蝶(PolyommatusatlanticaElwes)，這種分布在北非地區的摩洛哥和安哥拉的蝴蝶大概有448至452條染色體[3]。

2.2 植物 染色體數目最多的植物是名為心葉瓶爾小草(OphioglossumreticulatumL.)的蕨類，這種植物的體細胞染色體數目多達1440條[4]。這也是目前已知的染色體數目最多的真核生物。心葉瓶爾小草在東亞、南亞、南美和非洲都廣泛分布，是一種比較常見的蕨類植物，在我國的江西、四川、云南、臺灣、福建的密林下都能發現[5]。

3 染色體數目多或少的意義

染色體加倍的現象十分普遍，而染色體數目很少的例子就比較少見。當然也有可能發生染色體融合現象，就是發生加倍后的染色體兩兩融合在一起變成一條。所以，在觀察中可以發現染色體數目較少的物種往往其染色體的整體長度比較長。而染色體很多的物種其染色體往往成小點狀，即所謂的小染色體。

染色體數目很多或者很少都有各自的優勢和缺點，數目少意味著在細胞分裂(有絲分裂或減數分裂)過程中有更少的染色體需要復制；而染色體數目多則會導致減數分裂過程中發生更多的聯會，意味著后代會有更多的變異可能。

一般同一物種體細胞染色體數目是比較穩定的，但也有可能在不同種群中出現染色體加倍的現象，這種現象往往與物種的環境及本身遺傳特點有關。例如，種間雜交或者無融合生殖等現象在植物中發生的概率更高。染色體數目的不同往往會導致新物種的出現。因此，染色體數目的變異與物種形成有密切關系。

4 真核生物核型進化的假說

目前關于真核生物的核型進化有多種假說： ①融合假說： 由White于1973年提出。融合假說預測染色體進化的主要方向是： 由于著絲粒融合導致染色體數目由多向少發展。②替代裂變假說： 由Todd于1975年提出。替代裂變假說認為著絲粒在逐漸裂變，從而導致染色體數目增加[6]。③染色體數目的變化模型： Matthey結合融合假說和替代裂變假說提出變化模型，認為染色體數目基于融合與分裂之間。④最小相互作用假說： 該假說最近受到公認，其認為染色體進化通常更傾向于增加染色體數目和通過著絲粒分裂變為近端部著絲粒染色體，這種趨勢更加有利于減少由于遺傳導致的有害相互易位，從而增加潛在的遺傳變異[7]。而從相反的趨勢來看，染色體數目的減少和核型對稱性的增加則是隨機產生的結果，這種改變在短期來看對生物體往往是有利的。

從現有的資料來看，在被子植物中僅有25%的已知物種有染色體數目報道，動物中有4000多種的已知物種有染色體數目報道[8]。相信隨著相關研究的開展與推進，將會有更多新的發現。

(基金項目：國家自然科學基金項目，No.31670206、31360049；*通信作者)