揭示鲸类走向海洋之谜华东师大研究成果验证达尔文选择

　　唐代大诗人李白曾用诗歌“长鲸正崔嵬，额鼻象五岳，扬波喷云雷”，夸张而形象地描述了鲸的体态特征和生活习性。经科学家研究证实，鲸类并非一直生活在海洋中，而是大约于5000万年前才开始用4条腿从陆地走向海洋，并逐渐在海洋中定居。为适应海洋生存环境，鲸类祖先的后肢不断退化并几乎完全消失，而前肢却进化成鳍状肢。那么，鲸类鳍状肢的出现是由什么原因造成的呢？是否是基因变异的结果？近日，华东师范大学生命科学学院的博士后王醇捌浜献鞯际σ约坝⒐合作者的最新研究成果，为这一难题的解答提供了重要线索。
　　
　　据生物学家研究，绝大多数动物的身体器官都受其体内一个名为Hox的“建筑师”基因家族控制。而动物的前肢发育一般都受到该基因家族的5’HoxD基因，特别是Hoxd12和Hoxd13基因控制。这两个基因的突变，会导致动物前肢畸形，如并指症、多指症等。基因敲除的实验表明，这两个基因可以调控手指的个数。
　　
　　王吹妊芯咳嗽蓖ü对鲸类和其它哺乳动物类群的Hoxd12和Hoxd13基因测序，发现了这两个基因在鲸类鳍状肢的起源与分化中起到了重要作用。即鲸和现存的河马、牛、猪等偶蹄目动物具有同一祖先，前肢都有4个独立的指头，但是由于这两个基因突变，鲸类祖先的前肢多长出了1个指头，并且指间长出了蹼。在其后鲸类的再次进化过程中，部分须鲸（鲸的一类，如蓝鲸）的前肢却又从5指进化成4指，恢复了进化前的指头数量。
　　
　　为了验证这一研究成果的正确性，研究人员在1年多的辛勤实验中，还分析了其它多种不同哺乳动物的这两个基因，比较其基因序列的差异，这些动物包括翼手目的蝙蝠、灵长目的猴子、食肉目的獾等20多个物种。结果发现这两个Hox基因在鲸类的平均进化速率，均显著高于其它哺乳动物类群的平均进化速率。同时结合古生物学、形态学和解剖学的相关研究，研究者最终认定，Hox基因的适应性进化时间（也称“达尔文选择”）与鲸类鳍状肢的宏观进化时代完全相符，是自然选择的结果，而非偶然形成的。