《自然》:这块长寿的“活化石”揭示了2.5亿年来生命的秘密

2020-09-09 10:55 来源:新浪科技综合

俗话说,八万年后,一个千岁的国王就是一只乌龟。尽管海龟的实际寿命没有那么夸张,但爬行动物确实是动物界的长寿明星。

在新西兰,有稀有而独特的爬行动物。个人可以活100多年。当地的毛利人称动物为大蜥蜴,认为它们有超自然力量。从物种的角度来看,这种动物真的很不寻常。它是恐龙的当代伙伴,见证了生命的变迁。

有人把楔齿蜥(tuatara)称为新西兰大蜥蜴,虽然看起来像普通的蜥蜴,其实并非如此(Credit: Pete  Oxford/NPL)

有人称大蜥蜴为新西兰蜥蜴。虽然它看起来像一只普通的蜥蜴,但它不是。最近,来自十多个国家和地区的科学家与毛利部落合作,首次通过基因组测序的方法解决了斑点叉尾鮰的生命蓝图,为我们了解生命的奥秘提供了新的参考。研究结果发表在顶级学术期刊《自然》上。

遗传学家面临的挑战是这种动物的基因组非常大,这是迄今为止发表的最大的脊椎动物基因组。它的脱氧核糖核酸由大约50亿对碱基组成,就像用50亿个字母排列一本书一样。相比之下,人类书籍的厚度只有人类书籍的2/3。

厚厚的基因蓝图表明,这种动物是自然历史上彻头彻尾的活化石。“在曾经和恐龙一起在地球上行走的爬行动物中,楔齿蜥蜴是唯一存活至今的。”该研究的作者之一大卫埃德森教授说。

基因组信息让tuatara在生命之树上找到了合适的位置,大约在2.5亿年前,tuatara的祖先与蛇和蜥蜴的共同祖先在进化道路上分开

基因组信息帮助大蜥蜴在生命之树上找到合适的位置。大约2.5亿年前,大蜥蜴的祖先在进化过程中与蛇和蜥蜴的共同祖先分离。然而,研究人员惊讶地发现,在dna重复序列、跳跃基因和其他遗传结构特征方面,楔形蜥蜴与鸭嘴兽、针鼹鼠和其他哺乳动物的基因组非常相似。研究人员认为它的基因组是爬行动物和哺乳动物基因的奇怪组合。

基因组序列也揭示了这种动物的许多特殊特征。例如,楔齿蜥蜴有敏锐的视觉,可以在夜间用微弱的光线捕捉猎物。从他们的基因组中,研究人员发现了编码五种视蛋白的基因,包括脊椎动物的所有视蛋白基因。

楔齿蜥可以长命百岁,是龟以外寿命最长的爬行动物(图片来源:123RF)

楔齿蜥蜴能活数百年,是除海龟外寿命最长的爬行动物(照片来源:123拉夫)。在这项研究中,科学家们特别关注哪些基因可能有助于长寿。“提供对活性氧物种的保护的基因可能与寿命有关。提供这种保护的一种基因产物是硒蛋白。”作者在论文中指出。

人类基因组编码25种硒蛋白,其功能包括抗氧化、调节氧化还原、合成甲状腺激素、传导钙信号等。相比之下,楔齿蜥蜴有更多的抗衰老基因。科学家已经鉴定出26个编码硒蛋白的基因和4个相关的tRNA基因。

“这可能是它们长寿的关键。”第一作者、新西兰奥塔哥大学的尼尔吉梅尔教授猜测:“此外,这种楔齿蜥蜴似乎并未感染疾病,因此我们将重点研究哪些遗传因素可以保护它们免受感染。”

研究人员指出,尽管基因组测序只是一项基础研究,但从中获得的见解不仅有助于更好地保护这一稀有物种,还为最终服务于人类健康提供了机会。