長頸鹿為什麼長那麼高?
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科學家們已經破譯了長頸鹿和它的近親,霍加狓(Okapi,一種丑萌丑萌的非洲鹿)的基因組。該研究結果於5月17日發表在Nature Communications,解開了千古謎題:長頸鹿為什麼有那麼長的脖子和那麼長的腿?!
美國和坦尚尼亞的科學家對兩隻長頸鹿和一隻霍加狓的遺傳物質進行了分析。其中兩隻長頸鹿分別來自位於非洲肯亞的馬賽馬拉國家公園和位於美國田納西州的納什維爾動物園,而霍加狓則來自位於美國佛羅里達州的白橡樹保護中心。
右下角那個小矬子就是Okapi
作為地球上個子最高的哺乳動物,長頸鹿的身高最高可達6米,其中光脖子就長達2米。為了低頭喝水的時候不頭暈,長頸鹿的心臟進化出了一套非常強健的泵浦機制(Pumping mechanism),能提供相當於人類2.5倍的血壓!此外,為了保持平衡和每小時60公里的奔跑速度,長頸鹿擁有傾斜的背脊、修長的四肢和相對短小的軀幹部分。但是,長頸鹿的近親,霍加狓就沒有這些特徵。
隔壁老王究竟是不是斑馬?!!!
早先的基因研究認為,霍加狓和長頸鹿擁有共同的祖先,直到1600萬年前才開始分化。但是最新的研究卻表明,兩者的關係其實更加親密,它們直到1150萬年前才分道揚鑣。為了確定基因與長頸鹿獨特體型之間的聯繫,科學家們對比了長頸鹿和霍加狓,以及其他包括人類在內的40餘鍾哺乳動物的基因編碼序列。
最終,科學家們在長頸鹿的基因組內發現了70個獨有基因(不存在於比對的其他哺乳動物的基因組中)。這些特有的基因中,約有2/3與生理機能的進化有關,特別是骨骼系統和心血管系統。這其中又有4個基因是與脊椎和腿部發育密切聯繫的同源盒基因(控制發育的主要基因,對動物的器官發生和細胞分化調控起關鍵作用)。
心臟泵力足,低頭也不暈
「這些基因哪怕只發生小小的變化,也足以改變長頸鹿的適應能力,比如擁有長脖子和渦輪增壓式的心血管系統。」美國國賓州州立大學的生物學家,項目參與者之一的Cavener說道。
不過,這項研究僅能證明基因與長頸鹿適應性之間的聯繫,但還無法證明這這些基因在生命進化中的作用。因此,下一步,科學家們打算利用基因編輯技術測試一下,看看是否能得到擁有長脖子的小白鼠。
Why me (again)?……
另一方面,研究人員也想藉此使大家關注一下長頸鹿現在的生存困境:它們本應在非洲的薩凡納大草原悠閑地享用金合歡樹的樹葉,卻在過去的15年間,因為棲息地流失和非法捕獵等問題數量驟減40%。
「我們剛剛破解長頸鹿的基因編碼,就要失去它了。」
題外話
記得中學上生物課時,生物老師一個勁兒地強調:「長頸鹿的脖子長是基因決定的啊!一開始長頸鹿的脖子也是有長有短。脖子長的適應力強就活了下來,脖子短的夠不著樹葉就漸漸都餓死了。誰要再往卷子上寫,長頸鹿的脖子是為了夠樹葉吃,抻(chen)長的,我跟誰急啊!「
文章來源/Nature News
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