科學家完成「活化石」澳大利亞肺魚的基因組測序 或揭示陸地生命進化線索

據外媒New Atlas報道,基因組測序可以讓科學家了解一個物種的大量信息,現在科學家們已經完成了世界上最奇怪、最有趣的動物之一—澳大利亞肺魚的基因組測序。澳大利亞肺魚被認為是「活化石」,它的基因組顯示,其擁有迄今已測序所有動物最大的基因組。

科學家完成「活化石」澳大利亞肺魚的基因組測序  或揭示陸地生命進化線索

澳大利亞肺魚是世界上六種肺魚之一,它是一種奇特的生物。顧名思義,它的背部有鰾(肺),可以讓它呼吸空氣,而且由於它的胸鰭和骨盆鰭肉質發達,可以像蠑螈一樣在河床上 “行走”。

在這兩個特點的共同作用下,澳大利亞肺魚喜歡爬出它在河流和淡水池中的家,冒險來到乾燥的陸地上。它並不是真正的兩棲動物,但已知它可以離開水生活幾天–只要它的皮膚不至於太干。

這是進化史上最重要的步驟之一。大約在4.2億年前的泥盆紀時期 ,當第一批動物從海洋中爬到乾燥的陸地上時,澳大利亞肺魚是這些先驅海洋生物最接近的近親之一,而且由於它在1億多年的進化過程中基本沒有發生變化,因此它的基因組可能保留了對那個關鍵時期的了解。

所以歐洲的科學家們開始對這個完整的基因組進行測序。目前科學家已經對許多動物、植物和感興趣的微生物進行了測序,包括人類、老鼠、蠕蟲、蚊子、塔斯馬尼亞虎、鯊魚、蘋果、西紅柿、小麥、大麥和黑死病菌等。

結果發現,澳大利亞肺魚的基因組是有史以來測序過的動物中最大的,包含約430億個DNA鹼基對。這超過人類基因組14倍,比之前的記錄保持者–美西鈍口螈的320億個DNA鹼基對超出不少。

研究小組發現,驚人的規模主要歸結於重復。大約90%的肺魚基因組是由重復序列組成的,這些序列在基因組中的位置會有變化。在這方面,研究小組表示,與其他魚類相比,肺魚其實更接近陸地脊椎動物。隨着基因組的完全測序,研究人員能夠確認,肺魚是四足動物最接近的活體魚類近親,四足動物是絕對巨大的陸生動物群體,包含兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類動物等。

科學家發現,控制肺魚肺部胚胎發育的基因和人類的基因是一樣的,這說明這兩個物種的進化可以追溯到同一個起源。它們鰭部的骨骼發育也是由與我們手部相同的基因控制的。研究小組還發現了一些對陸地生活的基因組預適應。肺魚的基因組在與空氣呼吸、肢體發育、繁殖以及嗅覺能力有關的領域都有所擴展。總之,對澳大利亞肺魚基因組的測序將有助於提高我們對進化史上最重要的過渡之一的理解。

該研究發表在《自然》雜志上。

來源:cnBeta