奇特的鴨嘴獸

一博

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

鴨嘴獸通常被認(rèn)為是世界上最奇怪的哺乳動(dòng)物，它們來(lái)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(dòng)物，它們產(chǎn)下的是卵而不是活的幼崽;靠“出汗”分泌乳汁;長(zhǎng)有毒刺;甚至有10條性染色體。由哥本哈根大學(xué)、華大基因等機(jī)構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際研究小組對(duì)鴨嘴獸的基因組進(jìn)行了測(cè)序，并對(duì)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(dòng)物

鴨嘴獸是一種古老的單孔哺乳動(dòng)物，在現(xiàn)代哺乳動(dòng)物出現(xiàn)之前就存在了數(shù)百萬(wàn)年。雖然鴨嘴獸屬于哺乳動(dòng)物綱，但它們?nèi)诤狭瞬溉閯?dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)和爬行動(dòng)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(yīng)其生活的環(huán)境。

鴨嘴獸最不尋常的特征之一是，它們?cè)诋a(chǎn)卵的同時(shí)，也有乳腺用來(lái)喂養(yǎng)幼崽，不過(guò)不是通過(guò)乳頭，而是通過(guò)它身體的“出汗”分泌乳汁。

卵黃蛋白原基因是一種對(duì)產(chǎn)生蛋黃至關(guān)重要的基因，在演化過(guò)程中，人類(lèi)失去了僅有的三個(gè)卵黃蛋白原基因，而雞仍保留有三個(gè)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(gè)卵黃蛋白原基因，但至今仍攜帶了另一個(gè)。鴨嘴獸能憑借這一僅剩的基因繼續(xù)產(chǎn)卵，不像鳥(niǎo)類(lèi)和爬行動(dòng)物那樣依賴于卵黃蛋白基因，因?yàn)樗鼈兡転槠溆揍坍a(chǎn)生乳汁。

在其他所有哺乳動(dòng)物中，卵黃蛋白原基因已被酪蛋白基因所取代，后者關(guān)系到我們產(chǎn)生酪蛋白的能力，而酪蛋白是哺乳動(dòng)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(lèi)和其他哺乳動(dòng)物的非常相似。

另一個(gè)讓鴨嘴獸如此獨(dú)特的特征是，與絕大多數(shù)哺乳動(dòng)物不同，它們沒(méi)有牙齒。雖然這種單孔動(dòng)物最鄰近的祖先是有牙齒的，但現(xiàn)代的鴨嘴獸只有兩個(gè)角質(zhì)板，用來(lái)?yè)v碎食物。研究表明，鴨嘴獸大約在1.2億年前失去了牙齒，當(dāng)時(shí)關(guān)系到牙齒發(fā)育的8個(gè)基因中有4個(gè)消失了。

鴨嘴獸的性別決定方式是它們的另一個(gè)奇怪之處，這也是研究人員的另一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。人類(lèi)和所有其他哺乳動(dòng)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(dòng)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(dòng)物祖先的這10條性染色體是以環(huán)狀的形式組織起來(lái)的，之后又分裂成許多小的X和Y染色體片段。同時(shí)，基因組圖譜顯示，相對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)，大多數(shù)單孔類(lèi)的性染色體與雞更為相似。這顯示出哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi)在演化上的聯(lián)系。

鴨嘴獸的事實(shí)

鴨嘴獸是澳大利亞?wèn)|部和塔斯馬尼亞的特有物種。它是一種受保護(hù)物種，被國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟列為近危物種。

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

鴨嘴獸屬于哺乳動(dòng)物的單孔目，之所以這樣命名是因?yàn)閱慰讋?dòng)物使用一個(gè)單一的開(kāi)口來(lái)排尿、排便并進(jìn)行有性生殖。這種動(dòng)物十分擅長(zhǎng)游泳，大部分時(shí)間都在河里捕食昆蟲(chóng)和貝類(lèi)。它們獨(dú)特的喙上布滿了電傳感器，用來(lái)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(huì)在雄性爭(zhēng)奪領(lǐng)地的打斗中釋放。

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

（摘自《奧秘》2021年第5期）