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大约1亿年前，一群陆生海龟进入海洋，最终演变成我们今天所知道的海龟。然而，使它们能够在世界各地的海洋中茁壮成长的遗传基础在很大程度上仍然是未知的。在最近发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中，由马萨诸塞大学阿默斯特分校领导的48名研究人员组成的国际团队，与莱布尼茨动物园和野生动物研究所以及脊椎动物基因组项目合作，揭示了两种物种——绿海龟和棱皮龟——令人难以置信的详细基因图谱，其中充满了惊喜，可能是它们在快速变化的世界中生存的关键。
由马萨诸塞大学阿默斯特分校领导的国际合作研究项目公布了最高质量的海龟基因组地图，使科学家在保护海龟方面领先一步
大约1亿年前，一群陆生海龟进入海洋，最终进化成我们今天所知道的海龟。然而，使它们能够在世界各地的海洋中茁壮成长的遗传基础在很大程度上仍然是未知的。
一个由48名研究人员组成的国际团队，由马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)领导，莱布尼茨动物园和野生动物研究所(Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research)和美国科学院合作，揭示了两种物种——绿海龟和棱皮龟——令人难以置信的详细基因图谱，其中充满了惊喜，可能是它们在快速变化的世界中生存的关键。
单个物种的基因组包含用于构建该物种的遗传指令集，对任何物种的基因组进行测序都是一项巨大的工作。这类似于将整个图书馆翻译成科学家可以阅读的语言，而这在过去几十年里才成为可能。对于绿海龟来说，自2013年以来，已经有了一份包括大约10万条遗传信息的“草稿”基因组，“但是”马萨诸塞大学阿默斯特分校环境保护博士后研究员、这项新研究的主要作者布莱尔·本特利说，“这些遗传信息并没有被精确地绘制出来。就好像你走进图书馆，发现地上躺着10万页书。”
为了更精确地对海龟的基因组进行编目，这个国际团队转向了新技术，包括长读测序，这使得对几乎任何现存物种的基因组进行测序成为可能，而且比以前可能的更准确。海龟的基因组测序是在洛克菲勒大学脊椎动物基因组实验室(VGL)进行的，作者表示，“这些进步使我们能够按照杜威十进制系统把所有东西都搁置起来，这样我们就可以开始理解所有东西是如何组合在一起的。”
一旦研究人员正确组织和注释了基因数据，他们开始发现惊喜。首先，尽管绿皮龟和棱皮龟在大约6000万年前有一个共同的祖先，但它们的基因组却惊人地相似。
相似，但不相同。这篇论文的两位资深作者之一、马萨诸塞大学环境保护学教授Lisa Komoroske说:“正是这些差异使它们变得独特。”正是这些差异可能是每个物种长期生存的关键，特别是考虑到由于人类活动，绿皮和棱皮龟的数量都出现了急剧下降。
事实证明，绿海龟进化出了更多的免疫基因，这表明它们的免疫系统为新的病原体做好了更好的准备，同时它们也有更多的嗅觉感受器——它们有更好的嗅觉。棱皮龟基因组还表明，它们的遗传多样性较低，历史上的种群水平较低。“这是福也是祸，”Komoroske说，“因为这意味着，虽然棱皮龟是一种适应力强的物种，但它们没有太多的遗传多样性来进化以应对快速变化的环境的挑战。”这样的见解将有助于保护生物学家做出更明智的决定，如何最好地保护这些动物，因为它们面临着适应我们快速变化的星球的挑战。
此外，研究人员研究海龟基因组的时间越长，就越清楚地发现，这两个物种之间的大部分遗传差异不是在大染色体上，而是在曾经被认为是“遗传垃圾”的微染色体上:微染色体，即似乎在哺乳动物基因组中不存在、但在鸟类和爬行动物基因组中具有特征的小遗传片段。莱布尼茨动物园和野生动物研究所的研究员、该研究的另一位资深作者Camila Mazzoni说:“我们发现了绿皮龟和棱皮龟在这些微染色体上的大部分差异，我们的工作为越来越多的关于微染色体在脊椎动物进化中的重要性的学术研究提供了支持。”
Komoroske说:“我们能够完成这项工作的唯一方法是通过一个令人难以置信的合作网络，将来自不同领域的科学家与脊椎动物基因组计划和NOAA渔业西南渔业科学中心等组织聚集在一起，并得到来自世界各地的资助者的支持。”
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