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研究人员表示,古老的逆转录病毒在脊椎动物大脑的进化中发挥了关键作用

时间:2024-02-18来源:网络作者:小白

研究人员表示,古老的逆转录病毒在脊椎动物大脑的进化中发挥了关键作用


有髓鞘的少突胶质细胞 绿色。

致谢:uux.cn/佩吉·阿辛克,阿尔托斯实验室-剑桥科学研究所


神奇的地球uux.cn据Cell Press:研究人员在《细胞》杂志上报道说,古老的病毒可能要感谢髓磷脂——以及我们庞大而复杂的大脑。


研究小组发现,逆转录病毒衍生的遗传元件或“逆转录转座子”对哺乳动物、两栖动物和鱼类的髓鞘产生至关主要。

他们称之为“逆髓鞘”的基因序列可能是历史病毒感染的结果,对哺乳动物、两栖动物和鱼类中逆髓鞘的比较表明,逆转录病毒感染和基因组入侵事件在这些群体中区别发生。


“脊椎动物进化的起飞需要逆转录病毒,”剑桥科学研究所阿尔托斯实验室的资深作者兼神经科学家罗宾·富兰克林说。

“如果我们没有逆转录病毒将它们的序列插入脊椎动物的基因组,那么髓鞘形成就不会发生,如果没有髓鞘形成,我们所知道的脊椎动物的整个多样性就永远不会发生。


髓鞘是一种复杂的脂肪组织,包裹着脊椎动物的神经轴突。

它能够在不增加轴突直径的情况下实现快速冲动传导,这意味着神经可以更紧密地聚集在一起。

它还为神经提供代谢支持,这意味着神经可以更长。


髓磷脂第一次出现在生命树中的时间与jaws差不多,它在脊椎动物进化中的主要性早已得到认可,但直到现在,人们还不清楚是什么分子机制触发了它的出现。


研究人员在检查少突胶质细胞 中枢神经系统中产生髓磷脂的细胞所利用的基因网络时,注意到了后髓磷脂在髓磷脂产生中的作用。

具体来说,该团队正在研究包括逆转录转座子在内的非编码区域在这些基因网络中的作用——这是以前在髓磷脂物种学背景下没有探索过的事情。


“反转录转座子约占我们基因组的40%,但对它们怎么帮助动物在进化过程中获得特定特征一无所知,”第一作者、Altos Labs-Cambridge Institute of Science的计算物种学家Tanay Ghosh说。

“我们的动机是了解这些分子怎么帮助进化过程,特别是在髓鞘形成的背景下。


在啮齿动物中,研究人员发现髓鞘后体的RNA转录物调节髓鞘碱性蛋白的表达,髓鞘碱性蛋白是髓鞘的关键成分之一。

当他们在实验中抑制少突胶质细胞和少突胶质细胞祖细胞 少突胶质细胞来源的干细胞中的髓磷脂后,这些细胞不再能产生髓磷脂碱性蛋白。


为了检查髓磷脂是否存在于其他脊椎动物生物中,研究小组在有颌脊椎动物、无颌脊椎动物和几种无脊椎动物生物的基因组中寻找类似的序列。

他们在所有其他类别的有颌脊椎动物 鸟类、鱼类、爬行动物和两栖动物中发现了类似的序列,但在无颌脊椎动物或无脊椎动物中没有发现类似的序列。


富兰克林说:“有一种进化驱动力使我们轴突的冲动传导更快,因为更快的冲动传导意味着你可以更快地抓住东西或逃离东西。


接下来,研究人员想知道是否所有有颌脊椎动物的祖先都曾整合过髓磷脂,或者在不同的分支中是否有单独的逆转录病毒入侵。


为了回答这些问题,他们构建了22种有颌脊椎动物的系统进化树,并比较了它们的髓磷脂序列。

分析显示,髓磷脂后体序列在生物内比在生物间更相似,这表明髓磷脂后体是通过趋同进化过程多次获得的。


研究小组还表明,髓磷脂在鱼类和两栖动物的髓鞘形成中起着功能性作用。

当他们在实验中破坏斑马鱼和青蛙受精卵中的髓磷脂后基因序列时,他们发现发育中的鱼和蝌蚪产生的髓磷脂明显少于平时。


研究人员表示,这项研究强调了基因组非编码区对生理和进化的主要性。

“我们的发现为探索逆转录病毒怎么更普遍地参与指导进化开辟了一条新的研究途径,”戈什说。

白鼬,又称扫雪鼬、短尾黄鼠狼、短尾鼬,是食肉目鼬科鼬属的哺乳动物

白鼬,又称扫雪鼬、短尾黄鼠狼、短尾鼬,是食肉目鼬科鼬属的哺乳动物 白鼬,又称扫雪鼬、短尾黄鼠狼、短尾鼬,是食肉目鼬科鼬属的哺乳动物。体形似黄鼬,身体细长,四肢短小。白鼬毛色随季节变化而改变,夏季身体背面和腹面颜色不同,背面为棕灰色,腹面为白色,冬季全身为纯白色,只有尾端为黑色。每年春季和秋季,白鼬要换两次毛,春季,先从头部开始换毛;而秋季的次序恰好相反,头部的血毛最后才长出来。白鼬栖息于亚洲北部开始向南直至喜马拉雅山区,多生活在森林、草原和河、湖岸边的灌木丛中。白鼬常利用鼠类的洞穴为巢,巢中常垫有干草、兽毛和鸟类的羽毛。白鼬大多数夜间活动,善于游泳,在兴奋时能发出吱吱的叫声。白鼬以小型啮齿类为食,如棕背䶄、林姬鼠、鼠兔、花鼠、仓鼠等;也吃些两栖类、鱼、鸟卵和昆虫;食物缺乏的时候,也吃其它食肉兽剩下的动物尸体。白鼬发情期约在5~6月,怀孕期为9~10个月;受精卵有滞育期,在来年4~5月间产崽,每产8~12崽,哺乳期约30~40天,幼兽由雌雄兽共同抚育。白鼬的寿命5~8年。白鼬的食物以对人类有害的啮齿动物为主,主要有棕背鼠平、红背鼠平、田鼠,对人类十分有益。白鼬已被列入中国《国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物名录》。

关于兔子,你真的了解吗?

兔年免不了要说兔,别以为兔子很常见你就觉得很了解它。看《木兰诗》,有一句关于兔子的描述:“雄兔足扑朔,雌兔眼迷离,双兔傍地走,安能辨我是雌雄?”你是不是也未必懂如何区分一只宠物兔的雌雄呢? 你可能也不知道,英语中为何要将家兔和野兔的称呼分成了两个——家兔是Rabbit,野兔则是Hare? 关于兔子的小秘密还真不少。 ○兔子到底爱不爱吃胡萝卜? 在各种儿童绘本里,人们总喜欢把兔子和胡萝卜联系在一起。你可有想过,兔子真的喜欢吃胡萝卜吗? 谈这个问题之前,最好先了解一下兔子的分类。 我们平时所理解的“兔”,应该是哺乳类兔形目兔科下属所有属的总称,共9属42种,俗称兔子。它们为草食类动物,也是夜行性动物,大都有管状长耳、簇状短尾,和两条比前肢长得多的强健后腿。究其源头,应该早在六千万年前就有一种被称为攀援始祖兽的生物,后进化为始祖兔;到大概三千万年以前,始祖兔进化为野兔,而野生的兔子直到三千年以前,才逐渐被驯化为家兔。 野兔至今在全球仍有几十个亚种。它们可以适应多样环境,属于典型的草食性兽类。它们的食性很广,包括各种无毒的杂草、植物的种子和果实,以及树木的枝叶和嫩皮。野兔最爱的还是苜蓿科和豆科植物的幼苗和嫩叶。有趣的是,这个食谱中并不包括胡萝卜。当然,这也可能是因为胡萝卜是人类种植的作物,野兔在野外能采食到的机会并不多。 家兔虽然是驯化种,绝大多数习性却和野兔无异。但家兔在进化过程中,消化道以及消化菌群已完全适应消化各种杂草,胡萝卜糖分较高,其实也并不适合家兔的消化系统。 ○兔子为什么有“三瓣嘴”“红眼睛”“顺风耳”? 兔子的“三瓣嘴”和它的“饮食习惯”息息相关,也是长期适应性进化的产物。 因为兔子属于典型的植食性动物,它们拥有发达的门齿,帮助其啃食各种草类、草根以及树皮。这个过程中,三瓣嘴最有利于将它们将门齿及时、无障碍地翻出来使用。 而兔子的“红眼睛”并不是普遍性的。现实中通常只有白色兔子的眼睛是红色的,而且也不是所有白兔子的眼睛都是红的。兔子眼睛的颜色有黑色、蓝色、灰色、红色等多种。这些颜色的呈现主要是由兔子身体里所含色素决定的。红色眼睛的兔子,只是它们身体缺乏某些色素,透明的眼球便呈现出自身毛细血管中血液的颜色。从进化论角度上来说,兔子眼睛的颜色其实是根据它们所生活的环境变化而适应性生成的,并且具有遗传性。 兔子的“顺风耳”其实是说它们对声音非常敏感,这对耳朵就像它们自带的“雷达”,耳内的密毛恰如天线一般。只要把两只耳朵高高竖起并稍作转动,数十米外的微小声音都会被兔子灵敏地收入耳中,这样它们就能及时发现危险并逃跑。兔子生性谨慎、胆小,只有在休息时,它们才会把耳朵耷拉下来紧贴在颈背上。有人说抓兔子就要抓耳朵,其实兔子耳朵很容易受伤,它们并不喜欢被抓耳朵,因此我们抓住它们的耳朵时,它们通常都会停止挣扎,也许是希望自己的“雷达”不要被破坏了吧。 ○为什么有“狡兔三窟”的说法? 野兔喜欢打洞,但它们并不喜欢长时间地待在洞中。不过它们的确有借洞逃生的本领。在被天敌追杀过程中,野兔的奔跑通常不是盲目的,它们在平常活动的地域内早早就摸清了地形,知道每一处洞穴的分布,就算不是自己挖的,它们也都提前去“调查”“熟悉”过,甚至会时不时再去“熟悉”一下。因此,当被敌害追击时,野兔通常都能迅速准确地逃入附近的地洞中。这足见野兔生性狡诈、行动诡秘。 “狡兔三窟”的成语最早出自于《战国策·齐策四》,现在多用来比喻隐蔽的地方或方法多。据考究,中国在汉代以前,域内的兔子基本都是野兔。中国传统文化中的“六畜”之外还有“六兽”,兔子就是“六兽”之一,是人们捕猎的主要对象之一。《诗经》里至少有三首诗与野兔有关,那篇《瓠叶》中说:“幡幡瓠叶,采之亨之。君子有酒,酌言尝之。有兔斯首,炮之燔之……”描述的就是猎人打到野兔拿来下酒的欢乐景象。 但现在大家普遍认为,家兔的祖先却不是普通的野兔,而是野生的穴兔。穴兔属兔科穴兔属,原产于欧洲西南部。人们认为,它们是经由“丝绸之路”来到中国的。我国原本的野生兔类在家养条件下难以繁殖,幼兔易患佝偻病,长大后也没法繁殖,然而穴兔类在家养条件下却不难繁殖,因此现在人类养殖的兔子大部分都是由野生穴兔经长期驯化而来。甚至可以说,全球的家兔均由穴兔驯化而来。 穴兔与普通的野兔并不一样。英语中称呼家兔和野兔也有不同,家兔是Rabbit,野兔则是Hare。而它们最大的区别还是,穴兔刚生下来的幼仔身上是光滑无毛的,因为它们多喜欢待在洞里,野兔刚出生的幼仔却是有毛的,它们多在地表活动,生下来不久就要到处跑。 穴兔也是非常出色的建筑师,挖的洞深可达3米,长能达40多米,洞道直径约15厘米。其“卧室”可能会有30厘米到60厘米的高度,洞口还会做出“大门”——留一个微微隆起的土堆。而那些没有土堆的洞口,主要是用来临时逃避天敌用的。据说有一种穴兔一旦确定了住所,就会为自己至少准备五个洞穴。 ○兔子也会灭绝吗? 作为吃货的你,可能知道兔肉富含卵磷脂,有健脑益智的功效,经常食用可保护血管壁,阻止血栓形成,对高血压、冠心病、糖尿病患者有益处,能增强体质,健美肌肉。实际上,兔子因为繁殖能力强,现在不仅是人们餐桌上的一道美食,也是很多实验室中常用的小动物。但兔类一样有许多濒危品种。报道称,全球现生种中,兔子的极危品种有1个,濒危品种有13个,易危品种2个,近危的也有6个,还有19个种处于缺少数据的状态。 一种濒危种的琉球兔属,已是亚洲大陆的孑遗物种,属“活化石”了。它是一种只分布在日本的奄美大岛及德之岛的原始兔,栖息在茂密森林,昼伏夜出。 墨西哥特有物种火山兔,是世界第二体型细小的兔,仅次于侏兔。它在世界自然保护联盟红色名录中也被列为“濒危”。 此外还有原产于东南亚的条纹兔属,现存两种,在中国境内已仅有化石分布。 兔类的衰落多是因失去栖息地及猎杀所致。它们的栖息地正在持续地受到山火、过度放牧、城市和农业发展及伐林等破坏。故此,兔形目动物保护的问题越来越受重视。 【链接】如何挑选宠物兔? 首先是看体格。选体型健壮、活泼好动的为佳。体格发育良好的幼兔身体匀称,肌肉结实,其肩部、背部及后躯看不出任何骨突出,触摸胸部、背部感觉较宽,要注意,肌肉丰满、被毛光滑、骨骼棱角不突出的幼兔通常都是因为从小喂食营养好,更容易养活。其次是看姿势。健康的幼兔活动起来更为灵活、自然、协调。蹲伏时,前肢伸直,后肢置于体下,睡眠时,双眼闭合,呼吸微弱,夏天常倒卧、伏卧、伸长四肢,冬天则常蹲伏。然后再看看精神如何,健康的幼兔眼睛圆而明亮,活泼有神,眼角无分泌物、红肿;机警,耳朵易活动,遇到特殊声音时,两耳竖立。最后最好留意一下兔子粪便。健康的幼兔粪便为球形颗粒,豌豆大小。若粪粒干硬、细小,说明可能便秘;粪便呈长条形或稀薄水样,说明幼兔可能患有肠炎。 至于怎样区分雌雄兔,专家会告诉你,科学的方式当然是查看兔子的“私处”,即生殖器。这对于3-4个月以上的兔子很容易,因为这个时期的雄兔生殖器基本发育完全,可以清晰地在体外看到睾丸。但是不足三个月的兔子,这些体征并不明显,只能说,一般雌兔的阴部孔洞呈扁纵形,离肛门较近;而雄兔的阴部孔洞呈圆形,离肛门较远。 鼠兔、兔狲、蹄兔、兔豚鼠都是兔子吗? 别以为兔子容易识别,真正要鉴别出具体的种还是有难度的。更别说,还有不少长得像兔的动物,比如鼠兔、兔狲、蹄兔、兔豚鼠等,它们甚至名字里还带着一个“兔”字,更让人难以分辨。 鼠兔虽属兔目类,却不完全属于兔科,而是鼠兔科鼠兔属,主要分布于青藏高原附近和亚洲中部的高原或山地,目前所知,包括33个种类。其特点大多是体型小、耳短、眼黑、体毛呈茶褐色。因为喜欢在山体的天然石隙中筑巢,鼠兔又有“石兔”之名。从面相上看,鼠兔像是鼠类,但生理特性和食性又和兔子更接近,因此通常被认为是一种介于兔与鼠之间的神奇动物——具体来说,与鼠类不同,鼠兔上颌只有一对门齿,这一点与兔类又不同,因为兔类上颌的门齿两侧通常还有另一对较小的门齿。 兔狲则是猫科、兔狲属的动物,体型粗短,大小似家猫,叫声也似家猫,但较粗野。兔狲的额部较宽,吻部很短,瞳孔为淡绿色,耳短宽,耳尖圆钝,两耳距离较远,全身被毛极密而软,绒毛丰厚。它们多栖息于沙漠、荒漠、草原或戈壁地区,主要分布于亚洲中部地带向东至西伯利亚,能适应寒冷、贫瘠的环境,常单独栖居于岩石缝里或利用旱獭的洞穴。它们也属夜行性动物,视觉和听觉发达,主要以鼠类为食,也吃野兔、鼠兔、沙鸡等。 蹄兔是一类有蹄类哺乳动物,是蹄兔属下唯一的一个种,它们身被针毛,毛粗硬而蓬松,外貌似穴兔,但前足有4趾,后足有3趾,都是似蹄状的趾甲,因而得名。它们的现生类型个体小,形似兔、鼠或狸,脚掌有具特殊附着力的无毛足垫,有攀登能力,主要分布于北非撒哈拉以南的地区及中东和阿拉伯半岛等地。蹄兔喜群居,喜爱鸣叫,因此又名啼兔。它们属植食性动物,偶尔也会吃昆虫。 谁能想到,蹄兔这种小动物竟然与大象是同一个祖先。目前世界上的蹄兔共计有3属10种,体型方面差别不大,成年之后的体长大约为50厘米。它们都不会挖掘洞穴,只能居住在岩石缝或者是灌木丛里。 兔豚鼠顾名思义就更像鼠类,但与那种常被当作宠物养、被称为“荷兰猪”的小豚鼠不同,兔豚鼠通常是指巴塔哥尼亚豚鼠。它是大型啮齿动物,外形像豚鼠又像兔子,还有点像驴。它的四肢非常长,擅长快速奔跑,主要分布在阿根廷境内的中、南部,被誉为阿根廷最奇怪的动物之一,最特别之处是它们后脚趾上长有钩形爪。 来源: 羊城晚报
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