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我们知道鲸鱼是世界上最大的哺乳动物,其家族成员包括灰鲸和须鲸。 鲸鱼有锋利的牙齿,吃大鱼和海兽,但须鲸没有牙齿,吃小鱼和虾。 只看食谱,鲸鱼的家人好像更“剽悍”,真的“坚强”吗?
答案可能不一样。 从遗传学的角度来看,鲸鱼可能更“弱”。 其理由是,几乎没有哺乳动物中存在的抗病毒基因——MX基因。 那么,原因是什么呢?
mx基因有mx1基因和mx2基因两种。 前者抵抗流感病毒、副粘病毒、肝炎病毒等,后者首要应对艾滋病病毒。 这两种抗病毒基因在免疫系统中起着重要的作用,像士兵一样保护我们的健康,广泛存在于包括人在内的56种哺乳动物的基因组中。
齿鲸中mx基因的缺失,主要是由于大部分基因序列的缺失、移位和终止密码子的早期出现。 这些变化会导致鲸鱼部分抗病毒能力的丧失。 就像设计图纸错了一样,再厉害的建筑工人也造不出稳定坚固的大楼。
斯坦福大学的研究者为了探索鲸类基因组内的mx基因的秘密,对几种不同的哺乳动物进行了基因序列测定,发现不同物种、同种属的不同个人之间mx基因序列存在差异,两者的亲缘关系越近,基因差异越小, 例如,同样是齿鲸的抹香鲸、宽吻海豚、白眉mx基因序列差异不大。 同样是须鲸的座头鲸、露脊鲸的基因差异也不太大。 与须鲸相比,人和牛的基因差异更小……这可以理解为,血缘关系越近,“越长”越相似,生活方式也越近。
但是问题来了。 按照这个理论,灰鲸和须鲸的mx基因序列的差异应该不大,但偏偏灰鲸的mx基因“情况完全不同”,失去了抗病毒功能。 在海里,病原微生物不像陆地那么少,许多病原体“虎视眈眈”包围着鲸类,多个抗病毒基因似乎并不坏。 那么,为什么鲸鱼的家族会自愿抛弃具有如此强大抗病毒功能的免疫基因呢?多次出现的鲸类神秘死亡也会导致失去这个基因吗? 对此,研究者也做出了大胆的预测。
他们认为,数万至数百万年前,有对鲸鱼进行疯狂攻击的疾病,该病的感染和传达可能与mx基因有关,该基因的存在很可能增加了该病的敏感性。 哪个mx基因序列天生有缺陷的白鲸可能是这个“屠杀”的幸存者。 他们把这个缺陷传达给下一代,世代的继续造就了现在的状况。 大部分鲸鱼基因组都失去了mx基因的痕迹。
除此之外,还做出了另一种推测,认为在环境压力下,齿鲸体内其他基因代替mx基因进化,可以补偿失去的抗病毒功能。 但是,这些猜想证实了越来越需要深入的研究。 而且,揭示物种进化秘密的基因不仅仅是mx基因的一种。
(作者是大连医科大学第一临床学院的学生。 指导教师:大连医科大学解剖教室的李更斯。 图纸:大连医科大学孙诗竹)
标题:“须鲸比齿鲸更“强壮”?”
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