一位研究稀有爬行动物基因组的科学家在《Nature》发表文章

蒙大拿州立大学的一名研究人员与来自全国和世界各地的科学家共同参与了一项新的项目，旨在揭示地球上最重要的爬行动物物种之一。

Chris Organ是麻省理工大学文学与科学学院地球科学系的助教教授，他与来自10个国家和美国6个州的团队以及华盛顿特区的史密森学会（Smithsonian Institute）合作，对一种名为图塔拉（tuatara）“活化石”爬行动物的基因组进行了测序。

“tuatara，俗称‘大蜥蜴’，但它不是蜥蜴，尽管看起来像，”Organ说。“它们在羊膜、蜥蜴、鸟类和哺乳动物等动物群中进化得很早，这个群体从来没有真正多样化过，所以tuatara在解剖学上与我们看到的2亿年前的化石非常相似。剩下的问题是，如果动物的解剖结构没有进化太多，那么基因组呢？”

这个项目，首次完成了tuatara的基因组测序，它的大小大约是人类基因组的两倍，为这种独特物种的进化和人类遗传谱系提供了一些见解。Organ给国际研究小组带来了一个古生物学的视角，有助于比较现存动物和它们的史前祖先的基因组。8月5日，科学期刊《Nature》发表了他们撰写的“The tuatara genome reveals ancient features of amniote evolution”的论文。

来自tuatara生存所在地新西兰奥塔哥大学的作者Neil Gemmell说，基因组测序可以让科学家们了解到tuatara在生命树中的位置。

Gemmell说：“如果我们考虑一棵树，随着时间的推移，物种会分化成爬行动物、鸟类和哺乳动物等类群，我们最终可以确定地看到tuatara的位置——直到大约2.5亿年前，当tuatara的分支楔齿蜥属从有鳞目分支（包括蛇和蜥蜴）分裂出来时，从此tuatara的基因就变得独一无二了。

“tuatara只在新西兰群岛土生土长，正因为如此，它们在长期的进化过程中几乎没有经历过栖息地的变化，”Organ说。“作为一个反例，在世界各地都存在的啮齿动物，随着时间的推移，它们已经适应了在不同气候、食肉动物、威胁和食物来源的众多栖息地中生存。tuatara几乎没有经历过这样的物种形成事件，这意味着它们的进化变化速度非常缓慢。”

再加上tuatara的寿命很长——它可以活100多年——这种稳定的栖息地意味着tuatara的进化速度非常慢。

Organ说，tuatara比现代蛇和蜥蜴早了大约1亿年。它们也不使用遗传性染色体来决定后代的性别，而是根据周围环境的温度来决定性别。这使得它们对栖息地的变化或气候变暖特别敏感，这些因素可能会使雌雄比例失衡，并导致种群数量显著下降。

Gemmell说，tuatara对新西兰的毛利人来说也是一种文化意义重大的动物。研究小组与新西兰的土著社区以及新西兰植物和食品研究所、Ngatiwai信托委员会和新西兰自然保护部密切合作，探讨对tuatara的研究如何有助于其在新西兰的保存。

除了拥有非同寻常大的羊膜基因组外，tuatara还具有独特的、从未被发现过的基因元素。通过缩小tuatara独特之处的范围，研究小组希望能发现这种物种长寿的根源，并找出保护这种独特爬行动物的最佳方法。

“基因组测序就像只用句子片段拼凑一页文本，”Organ说。“但由于tuatara的基因组非常庞大，而且随着时间的推移已经发生了变化，这就好比试图用不同的方言拼凑出《战争与和平》。由于tuatara与当今任何活着的生物都有着如此遥远的联系，因此我们有了基因组学的‘句子’，它们之间没有明显的重叠，这就使得编制这个基因组成为一件新的、令人兴奋的事情。”

原文检索：The tuatara genome reveals ancient features of amniote evolution

（生物通：伍松）