浙大最新研究发现:大熊猫除了有的像熊、有的像猫外,还有这些不同……
2
内脏器官适应性变小 更加憨态可掬
大熊猫走路不紧不慢、常常坐地吃竹子,形象憨态可掬。其实,这也是长期适应性进化的结果—— 最大限度地降低身体的能量代谢消耗。
熊猫原本是肉食动物,后来变成了以竹子为食。为了应对食性的巨大改变,熊猫进化出了相对较小的内脏器官,以适应减少新陈代谢。本次研究中, 科研人员在基因分析中找到了进化的奥秘。他们发现 大熊猫Hippo通路上基因快速进化,一些调控元件上存在特异性突变。
Hippo通路调节器官大小。a大熊猫中相对较小的内脏器官(肝、肾、脑);b熊猫Hippo通路上快速进化的基因以及CNE元件
有着近30年熊猫研究经历的方盛国介绍,竹子的营养毕竟是有限的,因此人们常常看到大熊猫需要不断的吃竹子,才能补充养分,通常每天有 14个小时以上的时间在啃食竹子。
这项研究的难度不在于对数据的宏观分析,而是在于 通过长久的研究不断积累、发现科学问题,进而靶向到基因找到问题症结。
3
繁殖关键基因存在丢失 为精准保护提供新思路
影响一个物种能否长期生存,关键因素是生殖能力与免疫能力。在对大量的数据研究中,研究团队通过比较基因组学的分析发现, 大熊猫生殖系统中的关键基因存在丢失。
两个亚种大熊猫基因组上的 DACH2基因调控元件特异性丢失,并在SYT6基因发现特异性位点突变。已有的研究证明前者与生殖系统中米勒管的发育有关,突变会引起卵巢早衰并影响繁育。而后者则与精子的形成紧密相关。科研人员认为, 这些变化可能是大熊猫繁殖力比其他哺乳动物低的重要原因之一。
大熊猫的DACH2基因的调控元件丢失情况示意图
通过对四川和秦岭两个亚种的对比发现,四川亚种在影响受精的IQCD基因上受到强烈的正选择作用,由此可知四川亚种的繁殖力比秦岭亚种高。
如何让大熊猫更好繁衍?方盛国认为此项研究结果, 提示大家需要在人工饲养繁殖和野外就地保护繁育两个方面开展精准的遗传管理工作。
方盛国 建议要加快同一亚种内大熊猫破碎化小种群之间的基因交流,这有助于减少近亲繁殖和遗传衰退问题。“由于秦岭亚种栖息地受到人类活动的影响,变得四分五裂。”他认为,要 恢复它们的栖息地,加快秦岭山系内部小种群之间的交流。
但同时必须看到,在加强栖息地保护时,要 阻断两个亚种的接触。“除非是到了极端的保种情况,两个亚种间就应尽量避免交配繁殖, 否则产生的子代个体的繁殖力可能会被削弱,这对四川亚种种群来说是极为不利的。”方盛国表示, 对濒危动物的保护最终目的还是要让它们适应野外生存。如果不注重基因的保护,人为打乱原有的野外种群关系,可能会因遗传多样性的丧失而使物种走向衰退。
该研究受到国家科技部重点研发项目、浙江大学高峰学科项目等资助。
END
文字记者:柯溢能
图片来源:课题组、视觉中国
今日编辑:浙江大学融媒体中心学生记者团 苏高
责任编辑:叶鑫
版权声明
本微信转载文章出于非商业性的教育和科研目的,如转载稿、图片涉及版权等问题,请立即联系我们,我们会予以更改或删除相关文章,保证您的权益。 返回搜狐,查看更多