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驯鹿高峰/摄影
传说在一望无际的北极冰川上,除了众所周知的北极熊外,还住着一种叫做驯鹿的动物,拉着圣诞老人的雪橇驶向千万户。 但是,北极的生存环境很差,冬季气温寒冷缺乏食物。 更严峻的是,北极地区没有全天候昼夜轮换,没有日出,没有日落,没有休息的生活节奏,驯鹿到底能做什么? 能适应这个和北极熊做邻居吗?
根据来自中国农业科学院的信息,该院特产研究所特殊动物营养饲养创新团队与西北工业大学、苏州大学、挪威生命科学大学、中科院等机构相关团队合作,日前共同明确了驯鹿适应北极环境分子的机制。 该研究成果使人们更加全面深入地了解了极地动物的适应性,为维生素d对钙沉积的影响、生物钟调控对人类睡眠障碍等人类健康问题的处理提供了重要的数据基础,为后续开展驯鹿保护提供了重要的数据基础。
6月21日,该研究成果以研究长文形式发表在国际学术期刊《科学》( science )上,该成果是《科学》同期发表的3篇反刍动物基因组研究计划的研究长文之一。
据通信作者、中国农业科学院特产研究所副研究员李志鹏介绍,驯鹿是唯一属于反刍亚目、鹿科、驯鹿属的物种,分布在欧亚、西伯利亚南部和北美大陆北纬48o以北的苔原、山地和林区,是北极和亚北极地区大型反刍动物区系的典型代表。 我国驯鹿目前分布在大兴安岭西北部,鄂温克族放养。 有兴趣的是,与其他鹿科动物不同,驯鹿不仅雄性长角,雌性也长角。
但是,在这次成果发表之前,驯鹿适应北极极端环境和雌性长角的分子遗传机制尚不清楚。 另外,驯鹿是目前唯一驯化的鹿科动物,在人类民族文明快速发展的过程中占有重要作用,但驯鹿的驯鹿遗传基础从何而来尚不清楚。
研究小组根据前期该小组发表的驯鹿参考基因组,基于反刍动物基因组计划的其他两个论文数据,深入比较基因组学和进化基因组的分解手段,分解了驯鹿适应北极和温顺特征的遗传机制。
李志鹏在这次研究中发现,通过人工选择信号的分解,驯鹿维生素d代谢途径的两个重要基因por和cyp27b1受到了较强的自然选择,这两个基因编码的酶的活性比山羊和鹿(狍子)高得多,研究小组认为,
另外,脂蛋白运输和脂质合成这两个重要基因在驯鹿中也发生了变异,北极熊和企鹅的脂肪代谢进化研究中也有报道,表明不同极地动物的能量代谢经历了统一进化。
李志鹏表示,驯鹿节奏路径的中心调控基因per2发生驯鹿特异性变异,per2基因与另一个节奏中心基因cry不能结合,驯鹿失去了昼夜的环境。
研究小组还发现,驯鹿角生长的关键基因ccnd1上游增加了雄性激素受体结合区,研究小组认为驯鹿有可能在更低的雄激素水平上生长雌性驯鹿角。
最后,研究小组发现驯鹿中与神经嵴细胞发育、移动和分化相关的基因受到选择、快速进化或特异变异,但神经嵴细胞被认为是驯化的重要因素,很可能是驯鹿温顺的原因。 李志鹏说。
中国青年报·; 中青在线记者邱朝辉来源:中国青年报
标题:“驯鹿为啥能跟北极熊做“邻居””
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