大白鲨成功的秘密可能在于它的基因。研究人员发现,大白鲨的祖先在4500万年前进化而来,其基因组比人类大一倍半。它含有适应性的基因变化,这可能是这个物种历史悠久、长寿甚至嗅觉极佳的原因。
研究人员表示,鲨鱼的基因组长度和重复次数特别适合保持健康。
研究合著者、美国佛罗里达州Nova东南大学(NSU)的Mahmood Shivji说:“不仅有数量惊人的基因组稳定基因包含这些适应性变化,而且这些基因也有一些富集,这凸显了这种基因微调在白鲨中的重要性。
(资料图片仅供参考)
详细信息显示在PNAS期刊上。
Shivji和他的同事发现,白鲨基因组中长闰核元素(LINE)的比例是迄今为止所有脊椎动物中最高的。LINE是转座子的一种,也被称为“跳跃基因”,可以改变它们的位置,帮助有效修复DNA,从而保持稳定性。
“在许多严重的人类疾病中,基因组不稳定是一个非常重要的问题,”Shivji解释说。“现在我们发现,大自然已经开发出了聪明的策略来维持这些长寿的巨大鲨鱼的基因组稳定。
研究人员认为,大白痴DNA中的“分子适应性强调基因组稳定性”使顶级掠食者获得成功。
Shivji补充说:“从这些进化奇迹中可以学到很多东西,包括可能有助于对抗癌症和与年龄相关的疾病、改善人类伤口愈合治疗的信息,因为我们将发现这些动物是如何做到这一点的。
例如,吃鲨鱼鳍中的鲨鱼软骨被吹捧为癌症的替代疗法,因为鲨鱼曾经被认为不会患癌症。(正如一位研究人员告诉LiveScience,“即使他们没有癌症,吃鲨鱼产品也不能治愈癌症,就像吃迈克尔乔丹会让我更擅长篮球一样。”。)鱼翅汤在某些地区仍被吹捧为具有特殊的健康益处。
因此,猎鲨对许多物种的减少起了很大的作用——包括目前在国际自然保护联盟红色名录中被列为易受伤害的大白鲨。
南非大学的史蒂文奥布莱恩说:“解码白鲨基因组也将有助于保护这种鲨鱼和相关鲨鱼,由于过度捕捞,许多鲨鱼的数量迅速减少。
“基因组数据将成为了解白鲨种群动态的重要资产,以便更好地保护这一令人惊叹的物种,这吸引了很多人的想象力。”
基因组测序的其他亮点包括大白鲨基因提供卓越伤口愈合能力的证据,以及理解其令人难以置信的嗅觉的关键。
研究人员发现,大量的V2R基因可以解释为什么鲨鱼能闻到水中的血腥味——即使嗅觉受体基因很少。
研究人员写道:“伤口愈合的分子适应性也很明显,关键基因的正向选择涉及伤口愈合的过程。
合著者迈克尔斯坦霍普补充道:“我们发现阳性选择和基因含量丰富,涉及几个与伤口愈合中一些最基本途径相关的基因,包括一个关键的凝血基因。
“这些参与伤口愈合的基因的适应性可能是鲨鱼能够有效愈合大伤口的骄傲能力的基础。
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