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科學家動物基因研究獲進展 或解複雜器官進化之謎

發佈時間:2012年04月29日 16:44 | 進入復興論壇 | 來源:中新網 | 手機看視頻


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  中新網昆明4月29日電 (顧一航 張剛強)包括人類在內的許多動物都是靠視覺來辨別方向。那麼,“眼睛”這一複雜、精緻、完善的成像視覺器官是怎樣進化而來的呢 中科院昆明動物所科學家近日經過研究發現,複雜器官的進化是多基因聯合作用的結果。該研究結果對進一步研究複雜性狀的起源和進化有重要意義。

  蝙蝠是夜行性動物。食蟲蝙蝠主要用回聲定位來確定方位、捕捉昆蟲,其眼睛退化;舊大陸果蝠沒有回聲定位能力,它們主要依賴視覺和嗅覺來尋找食物,其眼睛很發達。

  中科院昆明動物所科學家對這兩種動物做了對比研究。該所副研究員沈永義在張亞平院士的指導下克隆了視網膜上視桿細胞視紫紅質的RHO基因(Rhodopsin),發現無論是眼睛退化的食蟲蝙蝠還是眼睛發達的舊大陸果蝠的視桿細胞都有表達RHO基因,説明了即使是那些眼睛高度退化的食蟲蝙蝠,它們仍然具有暗視覺。

  該基因在果蝠與墓蝠(食蟲蝙蝠,眼睛沒退化)間發生了趨同進化,長翼蝠和菊頭蝠(眼睛都退化)也發生了趨同進化。該結果揭示了在蝙蝠分化後,可能由於對暗視覺的趨同需求(有些種類趨向於更多依賴視覺,眼睛發達;而有些是趨向於較少依賴視覺,眼睛退化),導致了RHO基因在蝙蝠裏面發生了多次趨同進化。該研究成果發表于PLoS ONE,並被Nature China列為研究熱點。

  考慮到RHO只是暗視覺通路裏面的一個基因,而暗視覺需要多個基因起作用,該研究團隊又研究了暗視覺通路上遊的CRX基因和下游的SAG基因,研究發現這兩個基因也在墓蝠和果幅中發生了趨同進化。

  因此,該研究發現了罕見的一條通路裏面,多個基因同時發生趨同進化。這也反應了複雜的性狀(大眼睛,好的暗視覺能力)不是單個基因就能完全左右的,需要一系列的基因來控制。有意思的是,科學家們在蝙蝠回聲定位的研究上,也發現了這種複雜功能的趨同進化是多基因作用的結果。

  中科院昆明動物所科研人員表示,該研究説明了對複雜器官的進化需要從基因通路/網絡的角度,其進化是多基因聯合作用的結果。與此同時,該研究結果對進一步研究複雜性狀的起源和進化有重要意義。(完)

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