藏獒如何成为高海拔冠军
适应性基因渗透:一种遗传捷径
藏獒拥有独特的浓密披毛和高大的体格,能够在氧气稀薄的青藏高原上生存,这对大多数动物来说是极具挑战的环境。那么,这些犬类是如何获得征服如此极端条件所需的适应性的呢?
答案在于适应性基因渗透,这是一种通过与另一更适合的物种交配而获得有利性状的现象。上海生物科学研究院的遗传学家王震怀疑,藏獒通过与已经适应高海拔的灰狼交配,走上了这条进化的捷径。
揭示遗传密码
为检验他的假设,王震分析了藏獒的基因,寻找与高海拔适应相关的独特遗传变异。同时,他还研究了生活在青藏高原附近的 49 种犬科动物的基因组,包括狼、犬和胡狼等。
他的团队发现了两个仅在藏獒和灰狼之间共享的特殊基因变体:HBB 基因和 EPAS1 基因。这两个变体协同作用,提升了氧气利用效率,并在高海拔环境中防止血液凝固。
HBB 与 EPAS1 基因的作用
HBB 基因变体提升了血红蛋白的携氧能力——血红蛋白是红细胞中负责将氧气运输到全身的蛋白质。这一适应使藏獒能够从稀薄的空气中提取更多氧气。
而 EPAS1 基因变体则促进血管生长的同时抑制整体血红蛋白的产生。这样可以防止身体因低氧而过度生成血红蛋白,降低血栓和中风的风险。
进化史上的惊人转折
王的研究表明,藏獒显著的高海拔适应性是在相对较近的时间内获得的,大约在 24,000 年前。这一发现挑战了传统的达尔文“适者生存”观念,展示了物种有时可以通过“借用”其他物种的有利基因来获益。
对其他物种的启示
对藏獒及其适应性基因渗透的研究,对理解其他物种如何适应极端环境具有重要意义。它突显了基因交流在快速进化变化中的作用,并暗示跨物种繁殖可能是地球生命存续与多样化的关键因素。
附加信息
- 藏獒的高海拔适应包括增强的氧气利用效率、降低血液凝固风险以及能够耐受低氧水平。
- 适应性基因渗透使藏獒通过与已适应严酷高原环境的灰狼交配获得了这些适应性。
- HBB 与 EPAS1 基因在藏獒的高海拔成功中发挥关键作用,前者提升携氧能力,后者调节血管生长。
- 该研究提供了证据,表明物种可以通过跨物种繁殖受益,挑战了传统的进化竞争观念。
