撰文 | 戚譯引

2016 年，英國倫敦西南部，一位從自然歷史博物館退休的科學家在堆肥上發(fā)現(xiàn)了一只散大蝸牛（Cornu aspersum）。這是地中海和歐洲西部非常常見的一種蝸牛，法餐中吃的就是它。但是眼前這只蝸牛與眾不同：它的殼是左旋的。

背著左旋殼的散大蝸牛，就像心臟長在右側的人類一樣罕見。退休科學家將它托付給研究蝸牛的演化遺傳學家、諾丁漢大學的阿格努斯·戴維森（Angus Davison）博士。它被命名為杰里米（Jeremy），這個名字來自于一位著名的園藝愛好者——英國左派政治家、當時的工黨領袖杰里米·科爾賓（Jeremy Corbyn）。

戴維森想知道是什么使它產生了這種罕見特征，這背后涉及一個演化中的深層問題：生命體為何總是左右不對稱的。但是首先，杰里米需要留下后代。

蝸牛是雌雄同體的生物，但它們通常需要和另一個個體交換精子，才能完成繁衍。而因為身體鏡像翻轉，杰里米無法和普通的同類交配。

散大蝸牛的生殖孔（genital pore）位于頭部后方右側，一方接觸到另一方的生殖孔時，就會釋放出堅硬的“戀矢”（love dart，學名 gypsobelum），將精子送進對方體內，對方也會禮尚往來。

正在交配的散大蝸牛，注意右邊的蝸牛頭部右上方刺出的“戀矢”。圖片來源：Wikipidia

如果杰里米遇到了普通的同類，對方靠近它的身體右側，只會發(fā)現(xiàn)“端口調用失敗”。它們也無法借助視覺調整姿態(tài)，因為蝸牛的視力極差，基本只能分辨白天和黑夜。實際上，統(tǒng)計顯示散大蝸牛的“戀矢”約有三分之一會脫靶。

杰里米需要一個同樣背著左旋殼的伴侶。2016 年 10 月，戴維森通過社交媒體為杰瑞米發(fā)起了“征婚”，并很快引發(fā)了各大媒體的關注。蝸牛愛好者和蝸牛養(yǎng)殖場、蝸牛餐廳的員工們都行動起來，其中一個來自西班牙的養(yǎng)殖場就找到了 4 只。這起“全球征婚”也成為科學傳播的一個經典案例。

相親對象找到了，但成不成還得看緣分。一個月后，來自英國東部的小左（Lefty）和來自西班牙的托梅烏（Tomeu）被一同帶到杰里米面前。在全世界關切的目光下，小左和托梅烏選擇了彼此。

好在，經歷了重重波折后，杰里米最終得到了屬于自己的機會。2017 年 10 月，托梅烏產下 56 個卵，其中大約有三分之一是杰里米的孩子（蝸牛一次排出的卵囊中可能有多個其他個體的后代）。杰里米幾天后自然死亡，沒能見上一面，不過“從科學上講，它不太可能認得出（孩子們）”，戴維森說。

杰里米所有的孩子都有著右旋的殼。

在那次行動中，世界各地的熱心人共找到了 45 只左旋殼蝸牛。法國人菲利普·托馬斯（Philippe Thomas）還幫助設計了蝸牛繁育項目，如今這個家族已經繁衍到第四代，共產生了 15000 個個體。

研究中的左旋蝸牛，右二為杰里米，其余四只來自西班牙的一家養(yǎng)殖場。圖片來源：University of Nottingham

經過統(tǒng)計分析，戴維森認為散大蝸牛的左旋性狀通常是偶然的發(fā)育錯誤的后果，而非可遺傳的性狀。這篇論文今天在英國皇家學會出版的《生物學快報》（Biology Letters）發(fā)表。為了感謝幫助參與尋找左旋蝸牛的公眾，戴維森將“公民科學家”和托馬斯一同列為共同作者。

在這項研究中，F(xiàn)0 代的 13 只蝸牛產下 1120 個后代，F(xiàn)1 代的 63 只蝸牛產下 3598 個后代，F(xiàn)2 代的 107 只蝸牛產下 3576 個后代。這些后代全部為右旋，說明左旋性狀不是由單一等位基因決定。

研究者們還同步進行了其他的雜交實驗。他們使一個左旋 F1 個體和法國一家蝸牛養(yǎng)殖場中找到的 32 只右旋個體交配，其中 6 只產下總計 6302 個后代，其中有 17 個左旋個體。這表明可能存在使個體更容易發(fā)生鏡像翻轉的遺傳因素。

根據(jù)來自蝸牛養(yǎng)殖場的數(shù)據(jù)，戴維森估計左旋在散大蝸牛中自然發(fā)生的概率不超過四萬分之一。

許多生物都有著大體對稱的外形和不對稱的內部結構，比如人類的心臟一般長在身體左側。大約萬分之一的人有著鏡像翻轉的身體結構，這種情況稱為內臟反位（situs inversus）。許多動物也有自己的“慣用手”。軟體動物的殼大多數(shù)為右旋。

左右不對稱特征的分布和自然選擇、性選擇有關。例如，Satsuma 屬蝸牛中左旋更常見，這種特征有助于躲避琉球鈍頭蛇（Pareas iwasakii）的捕食。這種蛇上頜右側的牙齒比左側要多，能夠輕松吃掉右旋蝸牛，而左旋蝸牛吃起來就困難多了。但是另一方面，左旋個體仍然面臨孤獨一生的極大風險：像杰里米一樣，它們也只能和左旋同類交配。

捕食蝸牛的琉球鈍頭蛇。圖片來源：Wikipidia

并且，左右不對稱在發(fā)育過程中出現(xiàn)得很早。此前戴維森團隊的另一項研究發(fā)現(xiàn)，在蝸牛 2-細胞胚胎和 4-細胞胚胎中都已經能觀察到基因表達的不對稱，在這一階段使用抑制形成蛋白（formin）的藥物能夠使蝸牛胚胎生長出鏡像翻轉的結構；而在青蛙早期胚胎中，用藥物抑制形成蛋白或使其過度表達都會導致不規(guī)則發(fā)育。這篇論文于 2016 年 2 月在《當代生物學》（Current Biology）發(fā)表。在脊椎動物中，早期胚胎中纖毛的定向運動會驅使液體定向轉動，打破胚胎的左右對稱。

不過總的來說，對于生物為何產生了不對稱，以及為什么大部分螺殼是右旋、大部分人是右利手，我們還了解得很少。戴維森也說：“我們已經知道兩個‘左撇子’通常會生出‘右撇子’，至少對于散大蝸牛來說是這樣的。其他一些蝸牛的左旋是可遺傳的性狀，但是我們仍不知道這個過程如何發(fā)生。如果我們能回答這些問題，這或許有助于理解其他動物的左右不對稱如何形成，包括我們自身。”

阿格努斯·戴維森和他的蝸牛。圖片來源：Shanthi Davison