作者:赵汉斌 来源:科技日报 发布时间:2022/3/29 15:35:21
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新证据支持回声定位起源于蝙蝠共同祖先

 

科技日报记者 赵汉斌

回声定位何时以及如何在蝙蝠中起源与演化的问题,长期以来是个“谜一样的存在”。记者29日从中国科学院昆明动物研究所获悉,该所进化与功能基因组学学科组结合一系列进化分析、功能实验以及转基因小鼠的生理检测,找到回声定位起源于蝙蝠共同祖先的新证据,为进一步揭示动物回声定位的分子遗传机制奠定了重要基础。

“对动物适应性复杂性状起源问题的研究,很大程度上依赖化石证据,但由于化石形成和发现的偶然性、有限性,在大部分情况下很难对动物适应性复杂性状起源的时间和演化路径做出明确判断。”昆明动物研究所研究员施鹏介绍,回声定位何时以及如何在蝙蝠中起源和演化,就是这样一个典型案例。有些化石证据支持回声定位起源于蝙蝠共同祖先,即“一次起源”假说;而有些化石证据则支持回声定位独立起源于不同的回声定位蝙蝠支系,即“多次起源”假说。

此前,施鹏研究员率领的课题组从适应性分子进化理论出发,综合利用比较基因组学、功能基因组学、进化遗传学等方法,对回声定位适应性复杂性状进行系统性的研究,取得了一系列具有国际影响的原创性成果。

研究人员首先对蝙蝠祖先支、不具备回声定位能力的旧大陆果蝠祖先支等不同的祖先支系与具有回声定位能力的齿鲸进行了分子趋同进化分析。结果发现,与果蝠祖先支不同,听觉相关基因在蝙蝠祖先支与齿鲸之间具有显著的趋同演化信号。同时,通过重构蝙蝠祖先支和果蝠祖先支的回声定位相关基因发现,与果蝠祖先支相比,蝙蝠祖先支的相关基因功能与现生回声定位蝙蝠更相似。更重要的是,与蝙蝠祖先支相关基因敲入小鼠相比,果蝠祖先支相关基因敲入小鼠的高频听力明显下降。

此项研究综合分子趋同分析、细胞功能实验、转基因小鼠听觉能力检测等多方面的证据,支持了回声定位起源于蝙蝠共同祖先,并且在现生回声定位蝙蝠类群中经历了趋异演化。相关研究成果发表在国际期刊iScience上。

 
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