高等植物染色体数目谜题：12套编排形成多样性

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：另一方面，相似的基因组大小，由于编排方式和重组规律不同，又会形成完全不同的生命存在形式。在高等植物染色体数目中，12是一个出现频率最高的数字。而在演化上，为什么很多物种最终选择12套染色体编排它们的遗传物质，同样是个有趣的问题。对于形成这种多样性的机制，究竟是随机的还是有某种选择上的适应性，又或仅仅是演化过程中的一种暂时性安置或试错，都是值得寻味的问题。

所有的真核生命的遗传物质均是以染色体为载体进行信息储存、复制和传递的。有趣的是，人们发现染色体数目多少与物种分化、新性状的产生没有必然联系，这与最近人们通过合成生物学方法将16条酵母染色体连成一条染色体但酵母细胞生命状态却相似的发现是相一致的。另一方面，相似的基因组大小，由于编排方式和重组规律不同，又会形成完全不同的生命存在形式。比如人类基因组约为3Gb，23对染色体，而拥有7对染色体的植物茴香，其基因组大小也在3Gb左右，但人类与植物茴香是两种完全不同的生命形式，其关键在于基因内容及其排列组合的不同。

在高等植物染色体数目中，12是一个出现频率最高的数字。在数学上，12同时是2、3、4、6的公约数；在生活中人类也较为偏爱12这个数字，一个生肖轮回12年，一年有12个月，星座有12个，时针转一圈是12个小时，一英尺等于12英寸，12个称为一打，甚至人有12对脑神经，等等。而在演化上，为什么很多物种最终选择12套染色体编排它们的遗传物质，同样是个有趣的问题。

科学研究还发现，很多大基因组拥有较少的染色体数目，而一些拥有成百上千条染色体的物种的基因组大小却并不大（意思是扑克牌多少和分几摞关系也不确定）。另一个较明显的现象是，一个细胞中的DNA遗传物质并不是平均分布于每条染色体上的，而是同一个物种不同染色体大小之间存在多样性（意思是一副牌总是分成不均匀的若干摞）。而在染色体复制和细胞分裂中起到重要作用的着丝粒也并不位于每条染色体的中间，而同样存在多样性，如长臂/短臂比例分布不均匀（也就是说每摞牌一分为二的时候，切牌的位置也是不均匀的）。对于形成这种多样性的机制，究竟是随机的还是有某种选择上的适应性，又或仅仅是演化过程中的一种暂时性安置或试错，都是值得寻味的问题。(https://www.chuimin.cn)

【注释】

[1]一类可以移动的DNA序列，通过切割、重新整合等一系列过程，转座子可以从基因组一个位置转移到另一个位置。

高等植物染色体数目谜题：12套编排形成多样性

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