基因丢失可能帮助鲸鱼的祖先适应海底生活
来源：聚生物原创| 2019-11-21
这种基因丢失可能为5000万年前古代鲸类动物从陆地到海洋的过渡铺平了道路。
虎鲸的祖先，比如阿拉斯加的虎鲸，以及其他的海豚和鲸鱼，可能抛弃了一些基因，因为这些古代鲸类动物从陆地回到水中生活。来源：Christopher Michel/Flickr
就像脱去衣服去游泳一样，鲸鱼和海豚的祖先可能在从陆地动物到水生动物的转变过程中丢失了一些基因。
研究人员2019年9月25日在《科学进展》（Science Advances）杂志上报告说，虎鲸、宽吻海豚和其他鲸类动物的祖先在适应了在水中生活后，丧失了至少85个基因的功能。
科学家们将鲸鱼和海豚的DNA与其他哺乳动物的DNA进行比较，发现在鲸类动物中缺失236个基因。在这些丢失的基因中，有85个仍然存在于河马中，河马是鲸类动物的近亲，这表明这些基因是在5000万年前从陆地到水的转变中丢失的。
鲸目动物可能已经适应了潜水，抛弃了调节血压和凝血以及修复DNA的基因。当动物潜入深水并再次浮出水面时，DNA会受到低氧和高氧循环的损伤。其中一个丢失的基因POLM编码一种DNA修复酶，即使在最好的情况下，这种酶也容易出错，因此清除它可能给鲸类祖先带来了优势。德国德累斯顿马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的进化基因组学家迈克尔-希勒说：“我们认为，通过丢失这些最草率的蛋白质，可能会提高DNA修复的保真度。”。
当鲸鱼和海豚的肺在深海中暂时衰竭时，放弃其他与肺功能有关的基因可能最终会帮助它们避免受损。
希勒（Hiller）说，失去另一种调节唾液分泌的基因SLC4A9，可能是“要么使用要么失去”的结果，也可能是“少即是多”的结果，或者两者兼而有之。因为海豚和鲸鱼生活在水里，它们不需要唾液来润滑或帮助分解食物，这样基因就可以安全地离开。他说，分泌更少的唾液也可以帮助动物在体内保留淡水，当它们生活在潮湿的盐水中时，这将是一个额外的好处。
希勒的研究小组发现，鲸类动物也缺乏产生促进睡眠的褪黑激素所需的酶。这种激素可能不再对这些动物有必要，因为它们一次只使用大脑的一侧来睡觉。
Story Source：
Losing genes may have helped whales’ ancestors adapt to life under the sea
Journal Reference:
- Huelsmann et al. Genes lost during the transition from land to water in cetaceans highlight genomic changes associated with aquatic adaptations. Science Advances. Vol. 5, September 25, 2019. doi:10.1126/sciadv.aaw6671.
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