奇特的鴨嘴獸

一博

自從18世紀末歐洲人在澳大利亞發(fā)現(xiàn)鴨嘴獸以來，這種奇特的半水生動物一直困擾著研究人員。

鴨嘴獸通常被認為是世界上最奇怪的哺乳動物，它們來自澳大利亞，形如海貍，且表現(xiàn)出一系列奇怪的特征：作為哺乳動物，它們產(chǎn)下的是卵而不是活的幼崽;靠“出汗”分泌乳汁;長有毒刺;甚至有10條性染色體。由哥本哈根大學、華大基因等機構領導的一個國際研究小組對鴨嘴獸的基因組進行了測序，并對鴨嘴獸一些奇怪特征的起源作出了解答。

鴨嘴獸，古老的單孔哺乳動物

鴨嘴獸是一種古老的單孔哺乳動物，在現(xiàn)代哺乳動物出現(xiàn)之前就存在了數(shù)百萬年。雖然鴨嘴獸屬于哺乳動物綱，但它們?nèi)诤狭瞬溉閯游?、鳥類和爬行動物的基因。鴨嘴獸保留了許多祖先的原始特征，這可能有助于適應其生活的環(huán)境。

鴨嘴獸最不尋常的特征之一是，它們在產(chǎn)卵的同時，也有乳腺用來喂養(yǎng)幼崽，不過不是通過乳頭，而是通過它身體的“出汗”分泌乳汁。

卵黃蛋白原基因是一種對產(chǎn)生蛋黃至關重要的基因，在演化過程中，人類失去了僅有的三個卵黃蛋白原基因，而雞仍保留有三個該基因。研究表明，鴨嘴獸盡管在大約1.3億年前失去了其中兩個卵黃蛋白原基因，但至今仍攜帶了另一個。鴨嘴獸能憑借這一僅剩的基因繼續(xù)產(chǎn)卵，不像鳥類和爬行動物那樣依賴于卵黃蛋白基因，因為它們能為其幼崽產(chǎn)生乳汁。

在其他所有哺乳動物中，卵黃蛋白原基因已被酪蛋白基因所取代，后者關系到我們產(chǎn)生酪蛋白的能力，而酪蛋白是哺乳動物乳汁中的主要成分。新的研究表明，鴨嘴獸也攜帶酪蛋白基因，因此它們的乳汁成分與奶牛、人類和其他哺乳動物的非常相似。

另一個讓鴨嘴獸如此獨特的特征是，與絕大多數(shù)哺乳動物不同，它們沒有牙齒。雖然這種單孔動物最鄰近的祖先是有牙齒的，但現(xiàn)代的鴨嘴獸只有兩個角質(zhì)板，用來搗碎食物。研究表明，鴨嘴獸大約在1.2億年前失去了牙齒，當時關系到牙齒發(fā)育的8個基因中有4個消失了。

鴨嘴獸的性別決定方式是它們的另一個奇怪之處，這也是研究人員的另一個關注點。人類和所有其他哺乳動物都有兩條決定性別的性染色體——X和Y染色體系統(tǒng)，其中XX是雌性，XY是雄性。然而，包括鴨嘴獸在內(nèi)的單孔動物有10條性染色體——5條Y染色體和5條X染色體。

多虧了近乎完整的染色體水平的基因組，研究人員現(xiàn)在可以提出，單孔動物祖先的這10條性染色體是以環(huán)狀的形式組織起來的，之后又分裂成許多小的X和Y染色體片段。同時，基因組圖譜顯示，相對于人類來說，大多數(shù)單孔類的性染色體與雞更為相似。這顯示出哺乳動物和鳥類在演化上的聯(lián)系。

鴨嘴獸的事實

鴨嘴獸是澳大利亞東部和塔斯馬尼亞的特有物種。它是一種受保護物種，被國際自然保護聯(lián)盟列為近危物種。

鴨嘴獸被認為是哺乳動物的原因有：它們有乳腺、長有毛發(fā)、中耳有三塊骨頭，每種特征都傾向于哺乳動物。

鴨嘴獸屬于哺乳動物的單孔目，之所以這樣命名是因為單孔動物使用一個單一的開口來排尿、排便并進行有性生殖。這種動物十分擅長游泳，大部分時間都在河里捕食昆蟲和貝類。它們獨特的喙上布滿了電傳感器，用來在泥濘的河床中定位獵物。

雄性鴨嘴獸的每一條后腿后面都有一根毒刺，其毒性足以殺死一只狗。毒液會在雄性爭奪領地的打斗中釋放。

2020年的另一項研究表明鴨嘴獸的皮毛是熒光的。這種動物的棕色皮毛在紫外線下反射出藍綠色。

（摘自《奧秘》2021年第5期）