冰河时代的巨人:Steller海牛的基因组解码

 admin   2022-09-28 18:56   827 人阅读  0 条评论

Steller’s Sea Cow

如今,海牛只生活在热带水域。信贷:Colourbox

冰河时代的巨人:国际Nal研究小组的分子踪迹。

1741年,乔治·威廉·斯特勒(Georg Wilhelm Steller)发现了冰河时代的巨型海牛,后来以他的名字命名。这位18世纪的博物学家不仅对这种动物的巨大体型感兴趣,还对它不寻常的树皮状皮肤感兴趣。他把它描述为“一层如此厚的皮,它更像老橡树的树皮,而不是动物的皮。”

这种树皮状的表皮结构在相关的海妖中没有发现,它们现在只生活在热带水域。科学界此前认为,像树皮一样的表皮是寄生虫摄食的结果,但也能隔热,从而很好地保护了海牛,使其在冰河时期免受寒冷,在极地海洋中免受伤害。

在目前的研究中,由莱比锡大学的Diana Le Duc博士和Torsten教授Schöneberg、波茨坦大学的Michael Hofreiter教授和加州大学的Beth Shapiro教授领导的科学家表明,Steller海牛的古基因组揭示了功能变化。这些变化是树皮状皮肤和适应寒冷的原因。

为了找到答案,一个来自德国和美国的国际研究小组从总共12个不同个体的骨骼化石中重建了这个灭绝物种的基因组。莱比锡大学医院人类遗传学研究所的黛安娜·勒·杜克说:“我们的调查最引人注目的结果是,我们已经澄清了为什么这个海洋巨人有树皮一样的皮肤。”科学家们发现,海牛基因组中对表皮最外层正常结构必不可少的基因失活了。这些基因也用于人类皮肤。

“这些所谓的脂氧合酶基因的遗传缺陷会导致人类鱼鳞病。其特征是带有大量鳞片的表层皮肤增厚和硬化,有时也被称为‘鱼鳞病’,”鲁道夫Schönheimer生物化学研究所Schöneberg说。“因此,我们的研究结果也使我们对这一临床图像的看法更加清晰,”这位生物化学家解释道,并补充说:“这可能是新的治疗方法的关键。”

科学家们通过比较其近亲儒艮的基因组,找到了基因缺陷。研究人员的调查得到了莱比锡马克斯·普朗克进化人类学研究所的支持,该研究所在分析古代DNA方面贡献了其生物信息学专业知识。因此,他们发现了可能有助于适应北太平洋寒冷栖息地的基因变化的重要证据。

波茨坦大学的Hofreiter说:“这是一个令人印象深刻的例子,说明基因缺陷不仅会导致疾病,还会根据栖息地的不同而产生优势。”此外,基因组数据显示了种群大小的急剧减少。这始于该物种被发现前50万年,可能导致了它的灭绝。Hofreiter总结如下:“随着今天分子遗传学的澄清,我们的研究结束了18世纪初一位德国博物学家的精确观察。”

背景

乔治·威廉·斯特勒(1709-1746)在莱比锡、耶拿和黑尔学习医学和自然科学,并参加了丹麦船长维图斯·白令于1741年前往阿拉斯加的传奇探险。白令海峡,今天的白令海峡就是以他命名的,许多船员在这次探险中丧生。斯特勒活了下来,他是第一个也是唯一一个看到并科学地描述了这些活着的巨型海牛的探险家。现存的相关海牛(海牛)-海牛和儒艮-只在热带水域被发现。它们最长能长到3米,不到它们冰河时代祖先体长的一半。在18世纪,斯特勒海牛的数量约为10万只,而如今,人们只能在白令海峡的岛屿上找到它们的骨头。乔治·斯特勒在1741年首次描述了冰河时代的海牛。他的秘书根据他的手稿和学术成就完成了他的里程碑式的工作。这本书出版于1753年,也就是斯特勒去世几年后。他在从东西伯利亚返回圣彼得堡的途中去世。

参考:Diana Le Duc, Akhil Velluva, Molly cassatti - johnstone, Remi-Andre Olsen, Sina Baleka, chen ching Lin, Johannes R. Lemke, John R. Southon, Alexander Burdin, Ming-Shan Wang, Sonja Grunewald, Wilfried Rosendahl, Ulrich Joger, Sereina Rutschmann,Thomas B. Hildebrandt, Guido Fritsch, James A. Estes, Janet Kelso, Love Dalén, Michael Hofreiter, Beth Shapiro和Torsten Schöneberg, 2022年2月4日,科学进展。DOI: 10.1126 / sciadv.abl6496

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