國外科學家揭南美肺魚是擁有動物界最大基因組的動物,其DNA是人類的30倍!
南美肺魚擁有動物界最大基因組
據《路透社》報導,國外最新一期《自然》(Nature)雜誌刊登了一項關於「南美肺魚(Lepidosiren paradoxa)」基因組的研究成果。該項研究指出,南美洲肺魚是迄今發現的擁有動物界最大基因組的動物,牠的基因組包含了910億個鹼基,約為人類基因組的30倍。
南美肺魚基因組在過去1億年間大幅擴張
美國路易斯安那州立大學進化生物學家伊戈爾·施奈德(Igor Schneider)博士透露,南美肺魚的基因組在過去1億年間顯著擴張,每1000萬年增加的基因組大小約等於一個人類基因組。
El Lepidosiren paradoxa, un pez pulmonado sudamericano, ha sido identificado como el animal con el genoma más grande secuenciado hasta la fecha, con aproximadamente 91 mil millones de bases de ADN, 30 veces la longitud del genoma humano.https://t.co/6NLTQvHdf0
— Colglobal (@ColglobalNews) August 16, 2024
南美肺魚生活於亞馬遜河和巴拉圭-巴拉那河的低氧沼澤
據悉,南美肺魚的體長可達1.25米,主要棲息於亞馬遜河(Amazon)及巴拉圭-巴拉那河(Parana-Paraguay)流域的低氧沼澤環境中。這種魚類除了利用魚鰓進行呼吸外,還擁有一對肺狀器官,可從空氣中吸取氧氣,以補充水中氧氣的不足。
肺魚與早期四足動物進化相關聯
肺魚最早出現於泥盆(Devonian Period)紀。在泥盆紀,發生了地球生命史上最重要的時刻,即一些擁有肺和肌肉發達的魚鰭的魚類進化成了最早的四足動物,也就是現在的兩棲動物、爬行類、鳥類和哺乳類在內的陸生脊椎動物。
肺魚基因組的研究對了解四肢及陸地適應的演化有重要意義
研究人員發現,肺魚基因組主要由重複的DNA元素組成,這些重複元素約佔其基因組總體積的90%。他們認為,肺魚基因組的巨大擴張可能與抑制基因重複的機制減弱有關。由於現代肺魚的祖先是四足動物的祖先,因此其基因組的研究可能有助於了解以前脊椎動物演化四肢以及如何使陸地生活成為可能的特徵提供線索。
肺魚基因組研究為理解脊椎動物陸地適應的演化提供了新見解
此外,該研究還揭示了控制基因組大小的機制,並提供了理解脊椎動物從水生生物演化為陸生生物的重要見解。諸如研究發現,控制胚胎發育的「音速刺蝟」(Sonic Hedgehog)基因在肺魚鰭中促使了類似指骨的結構形成,這可能是現代四肢動物的手指和腳趾的進化起源。
肺魚基因組研究為科學界提供了觀察生命演化關鍵轉變的新視角
報道還提到,這項研究不僅為科學界提供了觀察生命演化關鍵轉變的新視角,還深入探討了自然界中基因組大小變化的複雜性及意義。
The largest genome that has been sequenced so far belongs to the South American lungfish – and is 30 times bigger than a human’s https://t.co/7P6SYFLj5h
— New Scientist (@newscientist) August 14, 2024