2023年06月23日 星期五
蛇类的祖先可能是蜥蜴

    科普时报讯(记者陆成宽)蛇类是怎样演化来的?它为什么没有四肢?身体为什么那么长?近日,《细胞》在线发表了一项关于蛇类起源与演化机制的研究成果。基于多组学大数据与多学科交叉技术,我国科研人员揭示蛇类起源于约1.18亿年前的早白垩纪,其祖先可能是某种蜥蜴。

    蛇类是脊椎动物的重要类群,全球共有约4000种,广泛分布于除南极洲外的各大洲陆地和海洋。在进化历史上,蛇类处于脊椎动物演化的关键节点,它演化出了四肢缺失、身体延长、左右肺不对称发育等特殊表型。“从科学上揭示这些特殊表型的遗传机制,对理解脊椎动物演化历史具有重要意义。”论文通讯作者、中国科学院成都生物研究所研究员李家堂强调。

    研究人员选取了全球极具代表性的不同支系的蛇类,结合多组学及基因编辑等多学科交叉研究手段,系统阐释了蛇类的起源与特殊表型演化的遗传机制。

    基于染色体水平蛇类基因组数据集,研究人员构建了迄今最有力的蛇类系统发育基因组学框架,推断出蛇类起源于约1.18亿年前早白垩纪,支持了蛇类是由蜥蜴演化而来的假说。

    同时,基于比较基因组学与基因编辑等研究,研究人员发现,蛇类PTCH1蛋白特异性缺失的三个氨基酸残基,可能是其四肢缺失的重要遗传机制之一;大量编码及非编码调控元件的快速演化驱动了蛇类身体的延长。

    “为适应身体延长,蛇类的内脏器官发生了不对称发育,如其左肺大多趋近于退化,而右肺则较为发达。”李家堂说,蛇类丢失了控制器官对称发育的DNAH11和FXJ1B基因,是其左、右肺不对称发育的重要遗传因素。

    李家堂表示,这项研究率先启动了爬行动物大规模组学研究,对理解脊椎动物演化历史具有重要意义,将为人类相关疾病的防治提供重要科学支撑,并推动动物演化生物学等相关学科的发展。“未来,我们将聚焦开发玉米蛇为模式动物,并开展演化发育生物学研究。同时,围绕蛇毒等重要遗传资源的挖掘和运用,为抗蛇毒血清及蛇毒衍生药物的研发提供科学支撑。”

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