哥本哈根大学 信用:Unsplash/CC0公共领域 澳大利亚的鸭嘴兽通常被认为是世界上最奇怪的哺乳动物,它像海狸一样,有一系列奇怪的特征:它产卵而不是生下活的婴儿,分泌乳汁,有有毒的刺,甚至有10条性染色体
现在,由哥本哈根大学领导的一个国际研究小组对鸭嘴兽的基因组进行了独特的绘图,并找到了一些奇怪特征的来源
它生蛋,但是哺乳,它没有牙齿,有一个有毒的骨刺,有蹼的脚,会发光的皮毛,有10条性染色体
自从17世纪晚期欧洲人在澳大利亚发现鸭嘴兽以来,这种古怪的鸭嘴兽半水生生物一直困扰着科学研究人员
现代研究人员仍在试图理解鸭嘴兽——通常被认为是世界上最奇怪的哺乳动物——是如何变得如此独特的
他们的理解现在在很大程度上有了进步
由哥本哈根大学生物学家领导的国际研究小组首次绘制了完整的鸭嘴兽基因组
这项研究发表在科学杂志《自然》上
“完整的基因组为我们提供了鸭嘴兽一些奇怪特征是如何出现的答案
与此同时,解码鸭嘴兽的基因组对于增进我们对包括我们人类在内的其他哺乳动物如何进化的理解非常重要
生物系的张教授解释说:“这就是为什么我们和其他哺乳动物进化成能生下幼仔而不是卵生动物的关键所在。”
鸭嘴兽属于一个古老的哺乳动物群体——单孔目动物——它比任何现代哺乳动物的出现都要早几百万年
“的确,鸭嘴兽属于哺乳动物类
但是从基因上来说,它是哺乳动物、鸟类和爬行动物的混合体
张教授说:“它保留了祖先的许多原始特征,这可能是它成功适应环境的原因。”
下蛋,出奶,没有牙齿 鸭嘴兽最不寻常的特征之一是,它在产卵的同时,也有用来喂养婴儿的乳腺,不是通过乳头,而是通过乳汁——也就是身体的汗水——来喂养
在我们自身的进化过程中,我们人类失去了三个所谓的卵黄蛋白原基因,每个基因对蛋黄的产生都很重要
另一方面,鸡继续拥有这三个
这项研究表明,鸭嘴兽仍然携带这三种卵黄蛋白原基因中的一种,尽管大约在1.3亿年前失去了另外两种
鸭嘴兽凭借这一剩余基因继续产卵
这可能是因为它不像鸟类和爬行动物那样依赖卵黄蛋白的生成,因为鸭嘴兽为它们的后代产奶
在所有其他哺乳动物中,卵黄原蛋白基因已经被酪蛋白基因取代,酪蛋白基因决定了我们生产酪蛋白的能力,而酪蛋白是哺乳动物乳汁中的主要成分
新的研究表明鸭嘴兽也携带酪蛋白基因,因此它们的乳汁成分与奶牛、人类和其他哺乳动物十分相似
“它告诉我们,所有现存哺乳动物物种的产奶量都是通过同一组基因发展而来的,这些基因来自于生活在1.7亿年前的共同祖先——与侏罗纪时期的早期恐龙一起,”张说
鸭嘴兽如此独特的另一个特点是,与绝大多数哺乳动物不同,它没有牙齿
虽然这种单孔目动物最近的祖先是有齿的,但现代鸭嘴兽配备了两个用来捣碎食物的角盘
这项研究揭示,鸭嘴兽大约在1.2亿年前失去了牙齿,当时负责牙齿发育的八个基因中有四个消失了
只有动物有10条性染色体 研究人员调查的另一个鸭嘴兽奇怪之处是它们的性别是如何决定的
人类和地球上所有其他哺乳动物都有两条决定性别的性染色体——X和Y染色体系统,其中XX是女性,XY是男性
然而,单孔目动物,包括我们来自水下的鸭嘴兽朋友,有10条性染色体,5条Y染色体和5条X染色体
多亏了近乎完整的染色体水平的基因组,研究人员现在可以认为,单孔目动物祖先的这10条性染色体是以环状形式组织的,后来被分成许多小块的X和Y染色体
与此同时,基因组图谱显示,大多数单孔目动物的性染色体与鸡的相似性大于与人类的相似性
但是它显示了哺乳动物和鸟类之间的进化联系
鸭嘴兽事实 鸭嘴兽是澳大利亚东部和塔斯马尼亚的特有物种
它是受保护的物种,被世界自然保护联盟列为濒临灭绝的物种
鸭嘴兽被认为是哺乳动物的原因包括:它们有乳腺,长头发,中耳有三根骨头
每种特征都有助于定义哺乳动物
鸭嘴兽属于哺乳动物目的单孔目动物,之所以如此命名是因为单孔目动物使用一个单独的开口来排尿、排便和有性繁殖
这种动物是一个优秀的游泳者,大部分时间都在河里捕食昆虫和贝类
它与众不同的喙上布满了电子传感器,用来在泥泞的河床上定位猎物
雄性鸭嘴兽的每条后腿后面都有一根有毒的骨刺
这种毒液有毒,足以杀死一只狗,当雄性争夺领地时就会被释放
另一项2020年的研究表明鸭嘴兽的皮毛是荧光的
这种动物的棕色皮毛在紫外线照射下会反射出蓝绿色
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