問:蟒蛇為什么能吞下自身大小的獵物?
“人心不足蛇吞象”這句諺語說的是 , 人不能太貪心,否則沒有好下場 。實際上 , 人們往往驚訝于蟒蛇的“吞吐量”,蟒蛇張開血盆大口,幾乎能吞下任何它想吞進肚里的東西——是不是也太貪心了呢?
答:近日,據一篇發表于美國《國家科學院院刊》上的文章指出 , 對蛇類的基因組首次完整的測序顯示 , 緬甸蟒蛇驚人的進食能力(其能夠以相當于自身大小的獵物為食)來自于自身的進化和遺傳,它們能夠在進食后改變自身的新陳代謝和器官的大小,有的器官體積會在進食兩天后變成兩倍大 。
實際上,進食能力并不是蛇類在自身進化過程中的唯一表現 。蛇類在進化成今天的樣子之前,先后失去了四肢、少了一個胃、延長了自己的骨骼和器官、發育出鉸鏈式的頜……很多蛇類還進化出毒液 。
此外,基于周期性的“饑一頓飽一頓”的飲食,它們為了吞下整個獵物能夠快速地調節新陳代謝的漲落 。
為了理解這種不可思議的進化,美國得克薩斯大學阿靈頓分校的生物學家托德·卡斯托和同事對緬甸蟒蛇和扁頸眼鏡蛇的基因組進行了測序 。通過對比兩者的基因組以及其他兩爬動物、鳥類和哺乳動物的基因組片段,研究人員追蹤了導致蟒蛇成為不可思議進食者的基因的進化 。
“我們想知道蛇類如何利用我們都具有的基因,卻進行其他脊椎動物做不到的活動 。” 托德說 。
蛇類基因組的對比使得托德和他的同事能夠追蹤整個蟒蛇進化歷史的積極選擇——例如蟒蛇錯亂的頜,被物種所接受 。研究人員發現在蛇類物種中,這個過程發展得異常迅速 。“我們在蛇類物種中所觀察到的是前所未有的 。”研究者之一、美國科羅拉多大學醫學院的大衛·波洛克說 。
研究人員發現,蛇類的極端特性來自于一系列改變 , 包括DNA的改變,DNA的指令在身體上執行的改變,以及爬行動物蛋白質的改變 。例如,這種改變表現在蟒蛇進食后身體的變化,它要求上千個基因的協調 。
他們發現 , 蟒蛇進食后 , 它的基因表達迅速發生變化 。那些安靜的基因忽然變得活躍,因為它們的指令正在表達 。那些每日穩定表達的基因會變得更活躍,大量生產蛋白質以促進生長和新陳代謝 。
【蟒蛇為何能吞下自身大小的獵物】“緬甸蟒蛇擁有令人驚訝的生理機制,”研究合作作者、美國阿拉巴馬大學的生物學家斯蒂芬·塞科爾(Stephen Secor)這樣說道,“了解到這些基因,我們能夠探索更多未開發的分子機制 , 這些機制所帶來的利益遠遠超過對新陳代謝疾病的治療 。”(
- 蟒蛇器官在進食后兩天體積能夠變兩倍大
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