雖然電鰻是生活在遙遠(yuǎn)的亞馬遜河流域的魚(yú)類，但是它們獨(dú)特的放電生存方式，讓它們聞名于全世界。

已知會(huì)放電的生物有好幾種，但是很少有像電鰻那樣釋放高電壓的，已知一種被稱為伏打電鰻的物種，它們可以釋放最高860v的電壓。

電鰻 Steven G. Johnson

大部分電鰻都可以把人電暈，所以在發(fā)明電之前，其實(shí)電鰻被當(dāng)?shù)赝林Q為為“催眠魚(yú)”（當(dāng)?shù)卣Z(yǔ)言直接翻譯“電鰻”的名字的話），意思就是讓人睡覺(jué)的魚(yú)。

然而，最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，電鰻的高電壓不僅能“讓人睡覺(jué)”，它可能還會(huì)在實(shí)驗(yàn)室外觸發(fā)一種生物技術(shù)——電穿孔。

電穿孔指的就是用電場(chǎng)增加細(xì)胞膜通透性，就像在細(xì)胞上打孔一樣，在實(shí)驗(yàn)室中，通常會(huì)用這種技術(shù)將蛋白質(zhì)，DNA等大極性分子引入到細(xì)胞內(nèi)。

日本名古屋大學(xué)的分子生物學(xué)家認(rèn)為，電鰻以及其它的放電生物可以在自然界中引發(fā)生物細(xì)胞電穿孔，并讓游離的DNA片段進(jìn)入到細(xì)胞，從而基因改造這些生物。

該團(tuán)隊(duì)為自己的設(shè)想設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：

他們用兩個(gè)魚(yú)缸養(yǎng)斑馬魚(yú)幼苗，并在水中添加了能夠產(chǎn)生發(fā)光蛋白的DNA片段，然后在其中一個(gè)魚(yú)缸中放入一條電鰻，并用懸掛魚(yú)餌來(lái)刺激電鰻放電。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，放入電鰻的魚(yú)缸中，大約有5%的斑馬魚(yú)幼苗育出發(fā)熒光的組織，而對(duì)照組（沒(méi)有電鰻的魚(yú)缸）則幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn)具有熒光的幼苗。

一條獲得熒光基因的斑馬魚(yú)幼苗，圖源：榊慎太郎

這表明電鰻的放電確實(shí)促進(jìn)了基因向細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。盡管與通常用于電穿孔的機(jī)器相比，電鰻具有不同的脈沖形狀和不穩(wěn)定的電壓，但它確實(shí)其作用。

實(shí)際上，自然的電擊導(dǎo)致電穿孔并不是這個(gè)團(tuán)隊(duì)的第一次提出的，此前就有科學(xué)家提出，由于閃電等自然的放電過(guò)程，土壤中的細(xì)胞可能會(huì)發(fā)生自然電穿孔，但這尚未得到證實(shí)。

這個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn)則是第一次證實(shí)電穿孔確實(shí)可以自然過(guò)程引發(fā)，而且很明顯這個(gè)自然的電穿孔也可以給周圍生物帶去新的基因片段。

雖然電鰻在野外是否也會(huì)像實(shí)驗(yàn)室一樣引發(fā)電穿孔并給周圍生物輸入新基因，目前還不得而知，但是該團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)證明電鰻等放電生物絕對(duì)有成為非人類基因工程的可能性。

像這種生物獲得其它生物的DNA的過(guò)程被稱為水平基因轉(zhuǎn)移，與之相對(duì)應(yīng)的自然就是基因在自己種群中傳播——父母?jìng)鹘o后代，這個(gè)被稱為垂直基因轉(zhuǎn)移。

圖：水平基因轉(zhuǎn)移

垂直基因轉(zhuǎn)移我們非常常見(jiàn)，我們身邊都在不停發(fā)生，但其實(shí)水平基因轉(zhuǎn)移在自然界也一樣常見(jiàn)，只是它更多的是在微生物中被觀察到。

其中一個(gè)典型的例子就是抗生素抗性基因——細(xì)菌因能夠迅速抓取并合并抗生素抗性基因而昭著，一旦你發(fā)現(xiàn)有某種細(xì)菌對(duì)某一種抗生素具有抗性，那么它就會(huì)迅速傳開(kāi)讓你的抗生素對(duì)其它細(xì)菌也無(wú)效。

不過(guò)，直到最近，科學(xué)家才發(fā)現(xiàn)和相信水平基因轉(zhuǎn)移在多細(xì)胞生物中也非常普遍。

比如，緩步類（水熊蟲(chóng)）和真菌之間的水平轉(zhuǎn)移，植物和其寄生蟲(chóng)之間的基因交換，蒼蠅能夠克服植物殺蟲(chóng)劑等等。

甚至有證據(jù)表明脊椎動(dòng)物眼睛的進(jìn)化也是因?yàn)橐淮嗡交蜣D(zhuǎn)移——我們“剽竊”了細(xì)菌的類維甲酸結(jié)合蛋白的相關(guān)基因，然后不停自然選擇，最終讓我們擁有與無(wú)脊椎動(dòng)物不同的眼睛。

電鰻的電擊只是水平基因轉(zhuǎn)移的一種誘發(fā)因素，它可能不是很常見(jiàn)，因?yàn)榉烹妱?dòng)物很少，但有更多我們可能根本不了解的過(guò)程正在自然界中不停發(fā)生，并讓更多生物完成水平基因轉(zhuǎn)移。

以前人們通常認(rèn)為生物進(jìn)化是由垂直基因轉(zhuǎn)移主導(dǎo)的，也就是基因在傳遞給后代的過(guò)程中，每次都會(huì)出現(xiàn)一些偏差，然后隨著時(shí)間推移，它就會(huì)變得越來(lái)越不同。

但其實(shí)垂直基因轉(zhuǎn)移是一種非常低效的過(guò)程，這種方式很難積累足夠的基因突變并創(chuàng)造新物種，即便是有性生殖生物也一樣。

而水平基因轉(zhuǎn)移則正好相反，它可以以極快的速度創(chuàng)造新物種，一種生物可能只是因?yàn)橐淮嗡交蜣D(zhuǎn)移就有質(zhì)的轉(zhuǎn)變——讓它們的生存方式發(fā)生徹底變化，并迅速變成新的物種。

所以，水平基因轉(zhuǎn)移在生物進(jìn)化的過(guò)程中很可能扮演著更重要的角色，甚至地球上許多曾經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位并深刻改造地球的物種，很可能都是因?yàn)楹?jiǎn)單的一次水平基因轉(zhuǎn)移。

有一些證據(jù)表明，地球歷史上最嚴(yán)重的物種大滅絕事件——2.53億年前的二疊紀(jì)-三疊紀(jì)滅絕事件很可能也是一次水平基因轉(zhuǎn)移惹得禍。

報(bào)道原文：https://www.sciencealert.com/a-zap-from-an-electric-eel-could-give-nearby-organisms-new-genes

文獻(xiàn)：https://doi.org/10.7717/peerj.16596