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如果您是一個幸運的物種,您會偶然發現隨機的基因突變,這些突變恰好可以幫助您更好地生存-使您和您的後代得以保留並建立在他們編碼的有用特徵上。與任何涉及運氣的東西一樣,您獲得的機會越多,贏得大獎的機會就越多。

這就是我們長期以來的祖先所發生的事情-我們與仍然活著的肺魚共享的祖先。他們襲擊了足夠的遺傳困境,使他們能夠從水裡爬出來,進入大約4.2億年前的整個陸地新世界。

這樣,它們成為了所有具有骨幹(四足動物)的陸生動物的祖先。擁有像現代肺魚中發現的那樣龐大的基因組,可能有助於此。

研究人員剛剛對瀕臨滅絕的澳大利亞肺魚(Neoceratodus forsteri)的整個基因組進行了測序,該動物具有已知的最大動物基因組。它的大小是我們的14倍。

這需要新的DNA測序技術和強大的計算能力,而這隻有在技術上才可行-拼湊出多達430億個核苷酸(遺傳密碼中的“字母”)。

奧地利分子病理學研究所(IMP)的生物學家Siegfried Schloissnig告訴《新科學家》雜誌:“從基因組的角度看,龍魚在基因組上位於魚類和陸生脊椎動物之間。”

在六種仍活著的肺魚物種中,有四個是非洲人,一個南美人和一個澳大利亞人。它們首次出現在4億年前的化石記錄中。

澳大利亞物種保留了最原始的特徵,由於其奇特的魚類和bi特徵(包括其奇怪的,腿狀的淺鰭)混合在一起,因此在首次發現時被錯誤地歸為兩棲動物。這些介於兩者之間的奇怪的“活化石”最多可以活100年。

澳大利亞的肺魚似乎仍然與它們擁有1億年曆史(現在已經滅絕)的祖先物種的化石非常相似,這些化石將自己拖出了水面,最終產生了哺乳動物,鳥類,爬行動物和兩棲動物。

它的基因組證實,這個吞食魚類的游泳者是我們最接近的活魚親戚,擊敗了另一競爭者腔棘魚-另一組有鰭的有鰭魚。

因此,在澳大利亞肺魚巨大的基因堆中,找到了動物如何從水生過渡到陸生的線索。

研究人員在論文中寫道: “這……需要進行一系列革新性創新,包括呼吸,四肢,姿勢,防止乾燥,氮排洩,繁殖和嗅覺。”

他們確定了與我們熟悉的尺骨和radius骨以及編碼它們的基因相同的基因,這些基因負責我們已經存在於肺魚中的胚胎肺發育。魚類中從未見過像hox-c13和sal1這樣的四足動物肢體模式基因。

研究小組寫道: “這些新穎的事物可能使[翅鰭魚]征服了土地,從而證明了肺魚基因組如何有助於更好地理解脊椎動物進化過程中的這一主要轉變。”

研究人員還發現了與氣味相關的肺魚基因的巨大增加,這本來是一套適合其祖先的新環境的新型感測器。這些基因編碼空氣中氣味的受體,而水性氣味的受體則縮小。

許多繁重的基因組多餘的基因是透過複製其DNA片段而產生的。某些肺魚的單個染色體包含的核苷酸與我們整個人類基因組一樣多。

這種透過複製的基因組擴充套件形式,被認為是進化的 重要驅動力,有證據表明它有助於使生物體具有快速適應不斷變化的環境的能力。

澳大利亞肺魚是我們進化的令人難以置信地活著記錄,並且在儲存瞭如此長的遺傳歷史之後,它現在正受到人類活動的威脅,改變了它所稱的淡水棲息地。

這種動物狩獵青蛙,蠕蟲和蝸牛,並在水中搜尋植物。它通常依靠g呼吸,但是當乾燥條件減少它們的水環境時,它的單肺可以使肺魚浮出水面以獲取新鮮空氣,從而使其變得渾濁和停滯。

IMP細胞遺傳學家Elly Tanaka說: “毫無疑問,新測序的基因組將來會揭示出這個奇異脊椎動物的更多秘密。”

“它不僅可以教會我們有關陸地生物適應的知識,還可以解釋某些基因組如何進化到如此之大。”

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  • 3本作者大大最好的一本小說,劇情讓人拍手叫好,連看三遍也不膩
  • 袁家山頭傳捷報