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首個科莫多巨蜥基因組排序成功 揭驚人嗅覺、行動力秘密

2019/7/30 — 16:36

圖片來源:維基百科

圖片來源:維基百科

相比其他爬蟲類動物,科莫多巨蜥 (Varanus komodoensis) 有很多非比尋常的特長。這種重達 200 磅的全球最大型爬蟲類動物,除了可在 12 公里外就嗅出獵物,更可以時速約 30 公里追捕獵物。此外,雖然科莫多巨蜥屬冷血動物,但其新陳代謝速度卻可哺乳類相若。學界一直想多了解這些科莫多巨蜥的過「人」之處,而最新刊於《自然生態與演化》的研究,正好窺探當中某些秘密。

團隊用上九年時間,從 4 個動物園抽取 4 條科莫多巨蜥的基因與血液樣本,將其基因組排序,並將之對比 3 種鳥類、 4 種哺乳類以及 15 種包括中國鱷蜥 (Shinisaurus crocodilurus) 與綠安樂蜥 (Anolis carolinensis) 的巨蜥科動物基因組。

團隊由此找到 201 個幫助科莫多巨蜥適應身邊環境的基因,令其出現正向選擇 (positive selection) 。這種天擇 (natural selection) 也令一些涉及線粒體活動的基因演化,增強了科莫多巨蜥心臟與肌肉功能,以及其有氧容量,使牠們可比其他爬行類進行較長時間的活動;線粒體是真核細胞裡的「發電廠」製造能量。另外,科莫多巨蜥有數個基因加快其新陳代謝,容許牠們可處理更多碳水化合物製造更多能量。

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團隊又發現科莫多巨蜥有大量基因編碼鋤鼻受體 (vomeronasal receptor) ,這個「先進」的嗅覺系統可讓科莫多巨蜥遠距離嗅到荷爾蒙與外激素 (pheromone) ,幫助其辨認同伴、捕獵、避過危險,以及尋找合適伴侶交配。團隊指,科莫多巨蜥體內其中一類鋤鼻受體的基因更有 150 個副本,而大部份基因副本在不同爬蟲類品種身上都不同。

科莫多巨蜥的口水中有薄血成份,阻止獵物被咬傷後凝血,最終失血過多而死,但團隊辨識出科莫多巨蜥同樣有編碼止血蛋白的基因,幫助牠們在與其他同類打鬥後更快復原。

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團隊期望是次排序的基因組,除了可幫助了解與保育科莫多巨蜥,亦可將之推及其他正面臨威脅的蜥蜴。

來源:
Science, How Komodo dragons survive deadly bites from other Komodos, 29 July 2019
Phys.org, Komodo dragon genome reveals clues about its evolution, 29 July 2019

報告:
Ling, A.L., Lai, Y.Y.Y., Mostovoy, Y. & et al. (2019). Genome of the Komodo dragon reveals adaptations in the cardiovascular and chemosensory systems of monitor lizards. Nature Ecology & Evolution volume 3, pages 1241–1252 (2019). doi: 10.1038/s41559-019-0945-8

文/Alan Chiu 、審核/

 

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