科学家完成“活化石”澳大利亚肺鱼的基因组测序 或揭示陆地生命进化线索

2021年01月27日 11:48 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒New Atlas报道,基因组测序可以让科学家了解一个物种的大量信息,现在科学家们已经完成了世界上最奇怪、最有趣的动物之一—澳大利亚肺鱼的基因组测序。澳大利亚肺鱼被认为是“活化石”,它的基因组显示,其拥有迄今已测序所有动物最大的基因组。

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澳大利亚肺鱼是世界上六种肺鱼之一,它是一种奇特的生物。顾名思义,它的背部有鳔(肺),可以让它呼吸空气,而且由于它的胸鳍和骨盆鳍肉质发达,可以像蝾螈一样在河床上 "行走"。

在这两个特点的共同作用下,澳大利亚肺鱼喜欢爬出它在河流和淡水池中的家,冒险来到干燥的陆地上。它并不是真正的两栖动物,但已知它可以离开水生活几天--只要它的皮肤不至于太干。

这是进化史上最重要的步骤之一。大约在4.2亿年前的泥盆纪时期 ,当第一批动物从海洋中爬到干燥的陆地上时,澳大利亚肺鱼是这些先驱海洋生物最接近的近亲之一,而且由于它在1亿多年的进化过程中基本没有发生变化,因此它的基因组可能保留了对那个关键时期的了解。

所以欧洲的科学家们开始对这个完整的基因组进行测序。目前科学家已经对许多动物、植物和感兴趣的微生物进行了测序,包括人类、老鼠、蠕虫、蚊子、塔斯马尼亚虎、鲨鱼、苹果、西红柿、小麦、大麦和黑死病菌等。

结果发现,澳大利亚肺鱼的基因组是有史以来测序过的动物中最大的,包含约430亿个DNA碱基对。这超过人类基因组14倍,比之前的记录保持者--美西钝口螈的320亿个DNA碱基对超出不少。

研究小组发现,惊人的规模主要归结于重复。大约90%的肺鱼基因组是由重复序列组成的,这些序列在基因组中的位置会有变化。在这方面,研究小组表示,与其他鱼类相比,肺鱼其实更接近陆地脊椎动物。随着基因组的完全测序,研究人员能够确认,肺鱼是四足动物最接近的活体鱼类近亲,四足动物是绝对巨大的陆生动物群体,包含两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类动物等。

科学家发现,控制肺鱼肺部胚胎发育的基因和人类的基因是一样的,这说明这两个物种的进化可以追溯到同一个起源。它们鳍部的骨骼发育也是由与我们手部相同的基因控制的。研究小组还发现了一些对陆地生活的基因组预适应。肺鱼的基因组在与空气呼吸、肢体发育、繁殖以及嗅觉能力有关的领域都有所扩展。总之,对澳大利亚肺鱼基因组的测序将有助于提高我们对进化史上最重要的过渡之一的理解。

该研究发表在《自然》杂志上。

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