30 年来，东京大学副教授 Hisayoshi Nozaki 前往东京以西一小时车程，参观相模河并收集藻类样本，以了解生物如何进化不同性别。通过对 2007 年和 2013 年沿河水坝湖、相模湖和筑井湖收集的样本进行新分析，研究人员确定了一种淡水藻类，它们进化出三种不同的性别，所有这些都可以配对繁殖。
这种三性现象与雌雄同体略有不同。在通常有两种性别的物种中，由于异常的基因表达，通常存在可以产生雄性和雌性性细胞的雌雄同体个体。由于正常的基因表达，许多植物和一些无脊椎动物物种具有三种性别，但这是第一次鉴定出具有三种性别的藻类或真菌物种。
Pleodorina starrii 藻类的三性是雄性、雌性和第三种性别，研究人员将其称为双性恋，因为它可以在单一基因型中产生雄性和雌性性细胞，并且由于该物种的正常表达而存在。基因。这些藻类是 32 或 64 细胞生物，具有小的可移动(雄性)和大的不可移动(雌性)性细胞。
“发现一个具有三种性别的物种似乎非常罕见，但在自然条件下，我认为它可能不会那么罕见，”发表在进化论上的研究论文的最后一位作者野崎说。
进化的古代生物具有外观相似的性细胞，称为正或负，而不是雄性或雌性。最近进化的物种通常在性细胞之间存在显着差异，例如人类的大卵子和小精子。
Nozaki 和他的同事对 Pleodorina starrii 感兴趣，因为它和它的近亲进化表亲使用不同的性别系统，因此它们是研究性别如何进化的遗传学的有用模型。P. starrii 早在几十年前就已被发现，但尚未进行详细研究。
在实验室中，研究人员可以观察到绿色 P. starrii 细胞与其他同性个体一起在球形菌落中生长。雄性菌落可以通过它们释放到水中的透明精子包来识别。精子包游动直到它们碰到雌性群体，然后分裂成单个精子细胞，进入单个雌性细胞并结合产生新一代。
研究人员将菌落分开，然后剥夺它们的营养，迫使它们进行有性繁殖。孤立地，菌落无性繁殖，形成相同基因型的克隆菌落。一种性别的孤立菌落可以与另一种性别的孤立菌落混合，它们后代的性别比例可以成为研究人员了解性别决定遗传学的有用线索。
2006 年，Nozaki 和东京大学的其他专家率先在 P. starrii 中发现了一个雄性特异性基因，他们将其命名为 OTOKOGI，在日语中意为“男子气概”。2010 年，他们发现了一组女性独有的基因，并以 1960 年代的电影专营权命名为“HIBOTAN”，即“猩红色牡丹”，其中女主角有一个红色的花朵纹身。
经过基因分析和更多的交配试验，研究人员最终得出结论，P.starrii 有一个“双性因子”基因，该基因可能位于与 OTOKOGI 和 HIBOTAN 性基因分开的染色体上。遗传双性 P. starrii 中的细胞同时具有 OTOKOGI 和双性因子基因，但当它们与其他 P. starrii 菌落有性繁殖时，它们可以产生正常的雄性或雌性菌落。
基因上雄性的 P. starrii 只有 OTOKOGI 雄性基因，而基因上的雌性可能只有雌性型 HIBOTAN 基因或同时具有 HIBOTAN 和双性因子基因。
需要更多的实验来更详细地了解基因，但研究人员怀疑双性恋因素可能仅在“男子气概”的 OTOKOGI 存在时才活跃。
“这一发现是可能的，因为我们进行实地采集旅行的长期经验以及我们种植和研究藻类的实践。持续的长期研究对于揭示自然界物种的真实本质非常重要，”野崎评论道。
