鴨嘴獸和人類有共同祖先?最奇怪的哺乳動物進化史揭祕


鴨嘴獸和人類有共同祖先?最奇怪的哺乳動物進化史揭祕

2021-01-09 科技工作者之家

鴨嘴獸

鴨嘴獸(圖片來自pixabay)

鴨嘴獸被認爲是世界上最奇怪的哺乳動物。它是卵生動物,卻會分泌乳汁;它的後腿有毒刺;它有10條性染色體。

當地時間1月6日,由丹麥哥本哈根大學領導的一個國際研究小組在《自然》雜誌上發表論文稱,他們對鴨嘴獸進行了全基因組測序,找到了鴨嘴獸奇怪特徵的起源。

18世紀末,歐洲人在澳大利亞發現了鴨嘴獸,這種古怪的半水生動物一直困擾著科學家們。「完整的基因組爲我們解答了鴨嘴獸的一些奇異特徵是如何出現的。與此同時,破譯鴨嘴獸的基因組對於理解其他包括人類在內的哺乳動物的進化也很重要。這是人類和其他真獸類哺乳動物進化成胎生動物,而非卵生動物的關鍵所在。」生物系教授Guojie Zhang表示。

鴨嘴獸是一種古老的哺乳類動物,屬於單孔目,它早在現代哺乳動物出現前數百萬年就已經存在。「鴨嘴獸屬於哺乳類,但從基因上講,它是哺乳動物、鳥類和爬行動物的混合體。它保存了祖先的許多原始特徵,這也許有助於成功適應環境。」Zhang教授說。

鴨嘴獸最不尋常的特徵之一是:它雖然是卵生,但也有用來餵養幼獸的乳腺,其乳汁以汗液形式分泌。人類在進化過程中丟失了三個對卵黃產生至關重要的卵黃生成素基因,而鳥類則保留了這三個基因。新研究表明,鴨嘴獸仍然攜帶一個卵黃生成素基因,並依靠這一基因保持卵生「身份」。這可能是由於鴨嘴獸不像鳥類和爬行動物那樣依賴卵黃蛋白,因爲它們可以產生乳汁用以哺育幼崽。

在所有其他哺乳動物中,卵黃生成素基因已經被酪蛋白基因取代。酪蛋白是哺乳動物乳汁中的主要成分。新研究表明,鴨嘴獸也攜帶酪蛋白基因,因此其乳汁成分與奶牛、人類和其他哺乳動物非常相似。Guojie Zhang說:「這告訴我們,所有現存哺乳動物的產乳能力都是由同一套基因發展而來的,這些基因來自同一祖先,而這個祖先生活在1.7億年前——一個屬於侏羅紀早期恐龍的時代。」

此外,鴨嘴獸與大多數哺乳動物不同——它沒有牙齒。雖然其祖先有牙,但現代鴨嘴獸只用兩個角盤來搗碎食物。研究表明,鴨嘴獸的牙齒大約在1.2億年前脫落,在當時,負責牙齒發育的8個基因中有4個已經消失。

最後,研究人員還探究了鴨嘴獸的性別決定因素。人類以及地球上的其他哺乳動物都有決定性別的X和Y染色體系統,XX是雌性,XY是雄性。然而,單孔目動物卻有10條性染色體,5條Y染色體和5條X染色體。研究人員發現,單孔目動物祖先的這10條性染色體以環狀排列,後來又分解成了許多小段的X和Y染色體。與此同時,基因組圖譜顯示,相較於人類,單孔目動物的性染色體與雞的性染色體相似之處更多。這證實了哺乳動物和鳥類之間的進化聯繫。

科界原創

編譯:花花

審稿:西莫

責編:陳之涵

期刊來源:《自然》

期刊編號:0028-0836

原文連結:

https://phys.org/news/2021-01-earth-oddest-mammal-bizarre.html

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