须鲸比齿鲸更“强壮”?
  • 来源:科普时报
  • 作者:陈洁如
  • 2018-07-01 13:47

    我们都知道,鲸是世界上最大的哺乳动物,其家族成员包括齿鲸和须鲸。齿鲸有锋利的牙齿,吃大鱼和海兽,而须鲸没有牙齿,吃小鱼和小虾。单从食谱上来看,似乎齿鲸家族更为“剽悍”一点,可它们真的就有这么“强壮”吗?

    答案也许是不一定的。从遗传学的角度,齿鲸可能更“柔弱”。这其中的原因就在于它们没有绝大多数哺乳动物都存在的一种抗病毒基因——Mx基因。那么这是由于什么原因造成的呢?

    Mx基因有两种,包括Mx1基因和Mx2基因。前者可以帮助抵抗流感病毒、副黏病毒以及肝炎病毒等,后者主要对付艾滋病病毒。这两种抗病毒基因在免疫系统中扮演着重要角色,就像战士一样守护着我们的健康,以至于它广泛存在于包括人类的56种哺乳动物的基因组中。

    Mx基因在齿鲸中的缺失主要是因为大部分基因序列的丢失、移位以及终止密码子的提前出现。这些变化都会导致齿鲸部分抗病毒能力的丧失。就像是设计图纸画错了,再厉害的建筑工人也无法造出稳定坚固的大楼。

    来自斯坦福大学的研究人员为对比和探索鲸类基因组内的Mx基因的秘密,曾对几种不同的哺乳动物做了基因测序,发现不同种属、同种属不同个体之间Mx基因序列也会有差异,而两者亲缘关系越近,基因差异越小。比如,同为齿鲸的抹香鲸、宽吻海豚、白鱀豚Mx基因序列差别不是很大;同为须鲸的座头鲸、露脊鲸基因差别也不是很大;与须鲸相比,人类与牛的基因差别要更小……这可以理解为,血缘关系越近,“长”得越像,生活习性也越相近。

    可是问题出现了。如果按照这个理论来说,齿鲸与须鲸的Mx基因序列差异应该不是很大,可偏偏齿鲸的Mx基因已经变得“面目全非”,以至于丧失抗病毒的功能。在海洋里,致病的微生物并不比陆地上少,很多病原体也都“虎视眈眈”地围着鲸类,多一种抗病毒基因似乎并不是坏事。那么,究竟是什么原因让齿鲸家族主动舍弃了这种具有强大抗病毒功能的免疫基因呢?曾经多次出现的鲸类神秘死亡事件是否也与丢失了这种基因有关呢?对此,研究人员也做出了大胆的猜想:

    他们认为,在数万年甚至数百万年前,曾有一种疾病对齿鲸进行了疯狂的攻击,这种疾病的感染与传播可能与Mx基因有关,这种基因的存在很可能增加了该疾病的易感性。而那些Mx基因序列天生就有缺陷的齿鲸或许是这场“屠杀”的幸存者,它们把这种缺陷传递给下一代,一代一代的延续造就了现在的局面:几乎所有的齿鲸基因组内都已没了Mx基因的踪迹。

    除此之外,研究人员还做出了另一个猜想:他们认为在环境的压力下,齿鲸体内已经进化出了其他的基因可以代替Mx基因来补偿那部分丧失掉的抗病毒功能。只不过,证实这些猜想还需要进行更多更深入的研究。而能够揭示物种进化秘密的基因,也远不止Mx基因一种。

    (作者系大连医科大学第一临床学院学生;指导教师:大连医科大学解剖教研室 李潺;绘图:大连医科大学 孙诗竹)


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