我們都知道,鯨是世界上最大的哺乳動物,其家族成員包括齒鯨和鬚鯨。齒鯨有鋒利的牙齒,吃大魚和海獸,而鬚鯨沒有牙齒,吃小魚和小蝦。單從食譜上來看,似乎齒鯨家族更為「剽悍」一點,可它們真的就有這麼「強壯」嗎?
答案也許是不一定的。從遺傳學的角度,齒鯨可能更「柔弱」。這其中的原因就在於它們沒有絕大多數哺乳動物都存在的一種抗病毒基因——Mx基因。那麼這是由於什麼原因造成的呢?
Mx基因有兩種,包括Mx1基因和Mx2基因。前者可以幫助抵抗流感病毒、副黏病毒以及肝炎病毒等,後者主要對付愛滋病病毒。這兩種抗病毒基因在免疫系統中扮演著重要角色,就像戰士一樣守護著我們的健康,以至於它廣泛存在於包括人類的56種哺乳動物的基因組中。
Mx基因在齒鯨中的缺失主要是因為大部分基因序列的丟失、移位以及終止密碼子的提前出現。這些變化都會導致齒鯨部分抗病毒能力的喪失。就像是設計圖紙畫錯了,再厲害的建築工人也無法造出穩定堅固的大樓。
來自史丹福大學的研究人員為對比和探索鯨類基因組內的Mx基因的秘密,曾對幾種不同的哺乳動物做了基因測序,發現不同種屬、同種屬不同個體之間Mx基因序列也會有差異,而兩者親緣關係越近,基因差異越小。比如,同為齒鯨的抹香鯨、寬吻海豚、白鱀豚Mx基因序列差別不是很大;同為鬚鯨的座頭鯨、露脊鯨基因差別也不是很大;與鬚鯨相比,人類與牛的基因差別要更小……這可以理解為,血緣關係越近,「長」得越像,生活習性也越相近。
可是問題出現了。如果按照這個理論來說,齒鯨與鬚鯨的Mx基因序列差異應該不是很大,可偏偏齒鯨的Mx基因已經變得「面目全非」,以至於喪失抗病毒的功能。在海洋裡,致病的微生物並不比陸地上少,很多病原體也都「虎視眈眈」地圍著鯨類,多一種抗病毒基因似乎並不是壞事。那麼,究竟是什麼原因讓齒鯨家族主動捨棄了這種具有強大抗病毒功能的免疫基因呢?曾經多次出現的鯨類神秘死亡事件是否也與丟失了這種基因有關呢?對此,研究人員也做出了大膽的猜想:
他們認為,在數萬年甚至數百萬年前,曾有一種疾病對齒鯨進行了瘋狂的攻擊,這種疾病的感染與傳播可能與Mx基因有關,這種基因的存在很可能增加了該疾病的易感性。而那些Mx基因序列天生就有缺陷的齒鯨或許是這場「屠殺」的倖存者,它們把這種缺陷傳遞給下一代,一代一代的延續造就了現在的局面:幾乎所有的齒鯨基因組內都已沒了Mx基因的蹤跡。
除此之外,研究人員還做出了另一個猜想:他們認為在環境的壓力下,齒鯨體內已經進化出了其他的基因可以代替Mx基因來補償那部分喪失掉的抗病毒功能。只不過,證實這些猜想還需要進行更多更深入的研究。而能夠揭示物種進化秘密的基因,也遠不止Mx基因一種。
(作者系大連醫科大學第一臨床學院學生;指導教師:大連醫科大學解剖教研室 李潺;繪圖:大連醫科大學 孫詩竹)
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