基因的“达尔文选择”让鲸从陆地走向海洋

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　　唐代大诗人李白曾用诗歌“长鲸正崔嵬，额鼻象五岳，扬波喷云雷”，形象地描述了鲸的体态特征和生活习性。经科学家研究证实，鲸类并非一直生活在海洋中，而是大约于5000万年前才开始用4条腿从陆地走向海洋，并逐渐在海洋中定居下来的。为适应海洋生存环境，鲸类祖先的后肢不断退化并几乎完全消失，而前肢却进化成鳍状肢。

　　然而，鲸类鳍状肢的出现是由什么原因造成的呢？是不是基因变异的结果？近日，华东师范大学生命科学学院的博士后王及其合作导师以及英国合作者的最新研究成果为这一难题的解答提供了重要线索。

　　据生物学家研究，绝大多数动物的身体器官都受其体内一个名为Hox的“建筑师”基因家族控制。而动物的前肢发育一般都受到该基因家族的5"HoxD基因，特别是Hoxd12和Hoxd13基因的控制。这两个基因的突变会导致动物前肢的畸形，如并指症、多指症等；基因敲除的实验表明，这两个基因可以调控手指的个数。

　　王等研究人员通过对鲸类和其他哺乳动物类群的Hoxd12和Hoxd13基因测序，发现这两个基因在鲸类鳍状肢的起源与分化中起到了重要作用。即鲸和现存的河马、牛、猪等偶蹄目动物具有同一祖先，前肢都有4个独立的指头，但是由于这两个基因的突变，鲸类祖先的前肢多长出了1个指头，并且指间长出了蹼。在其后鲸类的再次进化过程中，部分须鲸（鲸的一类，如蓝鲸）的前肢却又从5指进化成4指，恢复了进化前的指头数量。

　　为了验证这一研究成果的正确性，研究人员在1年多的实验中，还分析了其他多种不同哺乳动物的这两个基因，比较其基因序列的差异，这些动物包括翼手目的蝙蝠、灵长目的猴子、食肉目的獾等20多个物种。研究者最终认定，Hox基因的适应性进化时间（也称“达尔文选择”）与鲸类鳍状肢的宏观进化时代完全相符，是自然选择的结果，而非偶然形成。

　　据华东师大的这一最新研究论文《5"HoxD基因的适应性进化在鲸类鳍状肢的起源与分化中的作用》于近日发表在国际分子进化研究的权威杂志《分子生物学与进化》（《MolecularBiologyandEvolution》）上。