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驯鹿为啥能跟北极熊做“邻居”

作者:十博体育网址-10bet十博官网-十博手机app下载    发布时间:2019-11-03 18:14:22    来源:十博体育网址-10bet十博官网-十博手机app下载    浏览:7

  在一望无际的北极冰川上,除了人们熟知的北极熊,还生活着一种名为驯鹿的动物,传说中就是它拉着圣诞老人的雪橇奔向千家万户。不过,北极生存环境恶劣,冬季气温寒冷而食物贫乏,更为严峻的是,北极地区没有一天24小时的昼夜更替,没有“日出而作,日落而息”的生活节律,驯鹿究竟有何能耐,可以适应这一点并和北极熊成为“邻居”?

  来自中国农业科学院的消息显示,由该院特产研究所特种动物营养与饲养创新团队联合西北工业大学、苏州大学、挪威生命科学大学、中国科学院等单位相关团队于前不久共同揭示了驯鹿适应北极环境分子机制。该研究成果让人们对极地动物的适应性有了更为全面深入的了解,为维生素D对钙沉积影响、生物钟调控治疗人类睡眠障碍等一些人类健康问题的解决提供了重要线索,也为后续开展驯鹿保护提供了重要数据基础。

  6月21日,这一研究成果以研究长文形式在国际学术期刊《科学》(Science)发表,该成果是《科学》同期发表的3篇反刍动物基因组研究计划研究长文之一。

  据通讯作者、中国农业科学院特产研究所副研究员李志鹏介绍,驯鹿是属于反刍亚目、鹿科、驯鹿属的唯一物种,主要分布于欧亚大陆、西伯利亚南部和北美大陆的北纬48o以北的苔原、山地和林区,是北极和亚北极地区大型反刍动物区系的典型代表。我国驯鹿目前主要分布在大兴安岭西北部地区,由鄂温克族人放养。有趣的是,不同于其他鹿科动物,驯鹿中不仅雄性长角,雌性也会长角。

  然而,在这次成果发布之前,人们对驯鹿适应北极极端环境和雌性长角的分子遗传机制仍不清楚。此外,驯鹿是目前唯一被驯化的鹿科动物,在一些人类族群文明发展过程中占有重要角色,不过,驯鹿的“驯顺”遗传基础究竟从何而来,也一直不为人所知。

  研究团队在前期同一团队公布的驯鹿参考基因组基础上,基于反刍动物基因组计划的另外两篇论文数据,通过深入的比较基因组学和进化基因组分析手段,分析了驯鹿适应北极和温顺特性的遗传机制。

  李志鹏表示,此次研究通过人工选择信号分析,发现驯鹿维生素D代谢通路中的两个关键基因——POR和CYP27B1受到了强烈的自然选择,而这两个基因所编码酶的活性要比山羊和矮鹿(狍子)的高出许多,研究团队认为,这可能使得驯鹿对钙的吸收能力大力增强。

  此外,另外两个名为“脂蛋白转运”和“脂质合成”的重要基因在驯鹿中也发生了突变,这两个基因在北极熊和企鹅脂肪代谢进化研究中也有报道,表明了不同极地动物能量代谢经历趋同进化。

  李志鹏说,驯鹿的节律通路中的核心调控基因——PER2发生了驯鹿特异性的突变,导致PER2基因与另一个节律核心基因——CRY无法结合,使驯鹿丧失了昼夜节律分子钟,从而能适应北极极昼和极夜的环境。

  研究团队还发现,驯鹿的一个角生长关键基因——CCND1上游增加了一个雄性激素受体结合区域,研究团队认为,这可能使得驯鹿在更低的雄激素水平下能促成雌性驯鹿长角。

  最后,研究团队发现驯鹿中与神经嵴细胞发育、迁移和分化相关的基因受到了选择、快速进化或特异性突变,而神经嵴细胞被认为是驯化的关键因素,“这很可能就是驯鹿温顺的原因。”李志鹏说。

  中国青年报·中青在线记者 邱晨辉 来源:中国青年报

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