● 摘要
二十世纪以来,科学技术在短时间内出现了迅速的发展。随着其它学科和技术的进步,动物分类学也在理论上和方法上有了新的突破。在理论上,数值分类学引入了性状量化的概念,而分支分类学则从更严密的意义上定义了分类单元的亲缘关系,提出了以寻找姊妹群为目的的二分支式分类系统。同一时期,分类学的方法也从单纯的外部形态特征深入到有机体内部,直接触及遗传信息的携带者及其大分子产物,即核酸和蛋白质。在众多的方法中,同工酶技术以其独特的优越性得到普遍的重视。 同工酶是指催化同一底物反应、但在结构及其他理化性质上又有不同的一组酶一般而言,一种酶的不同同工酶因其所带电核的不同而在凝胶上有不同的迁移位值,再通过特异性染色将其位值标记出来的一种技术。同工酶谱能直观地显示出酶分子的基因的差异,利用酶谱可以有效地鉴定物种,揭示物种的遗传多样性及研究生物的系统发育。 目前,同工酶电泳技术在生物分类及其系统学方面已得到广泛的应用。国内在昆虫学方面就已涉及到11目百余种。然而,这些研究还显得不够深入,一般多是个别取样及表型分析,难以得出另人信服的结论。基于这种情况,本文利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术分析了蜘蛛目12科18属共27种蜘蛛的酯酶(EST)同工酶,同时分析了部分种类的乳酸脱氢酶(LDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)、淀粉酶(AMY)和过氧化氢酶(CAT)。其中以狼蛛科3属9种的EST为主干,采取多样品分析。研究结果表明,所有分析蜘蛛的EST同工酶;都是单聚体。在狼蛛类的同一居群内,个体之间的EST酶谱,若只从酶带数和迁移率上看,差异是明显的;若只从基因位点的角度看,却只有等位基因的不同,且一般局限在每位点上2到4个等位基因的变化,而基因位点是相同的。在豹蛛属(Pardosa)内的五个种间,4个种的EST酶谱有明显的分区,可分析出2-3个基因位点,其酶谱在表型上也相似;另一种不分区,但酶带数差别不大。水狼蛛属(Pirata)三种差异明显,尤其拟水狼蛛在居群内变异太大,尚不易做出位点分析;另外八式水狼蛛酶谱表型更类似于豹蛛类。熊蛛属(Arctosa)仅分析一种,与前二属差别很大。和园蛛科6种相比,狼蛛EST同工酶谱有一定共性,即位点少、常出现分区。园蛛类酶带数显著多于狼蛛类,并在总体上表现一定的相似。从整个蜘蛛目看来,EST同工酶谱与蜘蛛的进化地位无相关关系。这可能是因为EST本身系一;组酶,在不同种类间表现出的酶谱可能是非同源的,缺乏可比依据;另外,所比较分类单元亲缘关系较远时,即使同种酶已缺少共同的位点,也失去比较的意义。因而,除非是利用EST鉴别形似种,或真正找到一种可比较不同种类间;同源EST酶的方法,一般情况,EST同工酶对动物分类及系统发育的研究只具较有限的意义。 对于LDH、MDH、AMY及CAT的研究,表明这几种酶在同居群内相当稳定,在不同种类间亦差别很小。从表型上看,其酶带数即使在相当远源的种类(亚科)间,也常是相同或相近的,且迁移率基本不一致。这表明这些位点很少(1-2)、酶带数也很少的;酶的同工酶谱,单独或少数种类在物种鉴别方面可能作用不大,但它们明显;无疑的同源性,却使其成为研究系统发育及遗传分化的良好选材。须明确的是,同工酶电泳技术只是众多研究方法中的一种,同工酶谱也只提供了酶分子某一部分的遗传信息。尽管这种方法有诸多独特的优越性,却不可避免地有一些难以克服的局限性。动物分类及系统发育是一门综合多方面的学科,因此,应在充分认识和理解同工酶技术的优点的基础上,综合动物学的其他内容,诸如形态学、生态学、行为学、细胞学,以及其他生化技术(蛋白质和核酸)的研究,才能真正使同工酶这一技术及系统学起到积极的作用。