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海龜令人難以置信的基因可能幫助它們適應快速變化的世界
发布时间：2025-11-02 18:30:59 来源：浮油雞片網 作者：安七炫吳建豪
像這隻綠海龜這樣的綠海龜已經進化出了更多的專門用於免疫的基因。資料來源：Ralph Pace
（神秘的地球uux.cn）據美國物理學家組織網（by University of Massachusetts Amherst）：大約1億年前，一群陸棲海龜來到了海洋，最終進化成了我們今天所知的海龜。然而，使它們能夠在世界各地的海洋中茁壯成長的基因基礎基本上仍然是未知的。
在最近發表在《美國國家科學院院刊》上的一項研究中，由馬薩諸塞大學阿默斯特分校（University of Massachusetts Amherst）領導的一個由48名研究人員組成的國際團隊，與萊布尼茨動物園和野生動物研究所（Leibniz Institute for Zoo and Wildlife research）以及脊椎動物基因組項目（Verterite Genome Project）合作，揭示了兩種綠色和棱皮龜的令人難以置信的詳細基因圖譜，其中充滿了驚喜，可能是它們在快速變化的世界中生存的關鍵。
單個物種的基因組包含用於構建該物種的基因指令集，任何物種的基因組測序都是一項巨大的工作。這類似於將整個圖書館翻譯成科學家可以閱讀的語言，這在過去幾十年才有可能實現。對於綠海龜，自2013年以來，包括大約10萬條基因信息的“草案”基因組已經可用。
“但是，”麻省大學阿默斯特分校（UMass Amherst）環境保護博士後研究員、這項新研究的主要作者布萊爾·本特利（Blair Bentley）說，“這些基因信息並沒有精確地繪製出來。就好像你走進圖書館，發現地上有10萬頁。”
為了更精確地對海龜的基因組進行分類，國際團隊轉向了包括長讀測序在內的新技術，這項技術最近被《自然》雜誌命名為2022年度方法。這使得對幾乎任何生物的基因組進行測序成為可能，並且比以前更準確。
在洛克菲勒大學、脊椎動物基因組實驗室（VGL）和馬克斯·普朗克分子細胞生物學和遺傳學研究所（Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics），由VGP主席埃裏希·賈維斯（Erich Jarvis）和VGL主任奧利維爾·費德裏戈（Olivier Fedrigo）領導，尤金·邁爾斯（Eugene Myers）是這項新研究的共同作者。本特利說：“這些進步使我們能夠按照杜威十進製把所有東西都擱置起來，這樣我們就可以開始理解所有東西是如何組合在一起的。”。
一旦本特利和他的合著者正確地組織和注釋了基因數據，他們就開始發現驚喜。第一個原因是，盡管綠色植物和棱皮龜在大約6000萬年前從一個共同的祖先分化出來，但它們的基因組非常相似。
相似，但不相同。“正是這些差異使它們與眾不同，”麻省大學環境保護教授、該論文的兩位資深作者之一Lisa Komorske說道。正是這些差異可能是每個物種長期生存的關鍵，特別是考慮到由於人類活動，綠色和棱皮龜的種群都出現了急劇下降。
事實證明，綠海龜進化出了更多專門用於免疫的基因，這表明免疫係統對新的病原體有更好的準備；以及更多的嗅覺感受器，它們有更好的嗅覺。棱皮龜基因組還表明，它們的遺傳多樣性較低，曆史上的種群水平也較低。
“這既是一種祝福，也是一種詛咒，”科莫羅斯克說，“因為這意味著雖然棱皮龜是一種有韌性的物種，但它們沒有太多的遺傳多樣性來進化以應對快速變化的環境的挑戰。“這樣的見解將有助於保護生物學家做出更明智的決定，如何最好地保護這些動物，因為它們麵臨著適應快速變化的地球的挑戰。
此外，Bentley和Komorske在海龜基因組中花費的時間越長，人們就越清楚，這兩個物種之間的大部分遺傳差異不是在大染色體上發現的，而是在曾經被認為是“遺傳垃圾”的東西上發現的：微染色體，或小的遺傳片段，它們似乎不存在於哺乳動物中，但卻是鳥類和爬行動物基因組的特征。
萊布尼茨動物園和野生動物研究所的研究員、該研究的另一位資深作者卡米拉·馬佐尼說：“我們發現了這些微染色體上綠色和棱皮龜之間的大部分差異，我們的研究也為關於微染色體在脊椎動物進化中的重要性的越來越多的研究提供了素材。”
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