Only Perception: 鴨嘴獸動物界基因的拼湊體

2008-05-10

鴨嘴獸動物界基因的拼湊體

楊明暐／綜合八日外電報導中國時報 2008.05.09

產於澳洲東部的鴨嘴獸，是自然界最奇特的動物之一。牠具備哺乳動物的毛皮，並以母乳哺育下一代，卻又像爬蟲類動物一樣產卵。而科學家最近完成了鴨嘴獸的基因體定序，發現這種動物的基因和牠的外觀一樣，同時具備了爬蟲類、鳥類和哺乳類動物的特徵。

來自澳洲、美國和英國的逾100位科學家花了數年時間，完成鴨嘴獸基因體定序，並於8日將成果發表於《自然》周刊。

這是繼老鼠、綿羊、馬、狗等動物後，科學家最新完成的動物基因體定序，也是科學界首次掌握到「單孔目」（monotremes）動物的基因圖譜。單孔目下分鴨嘴獸科和針鼴科。

參與此研究的牛津大學基因學者克里斯．彭丁博士表示，之所以選定鴨嘴獸，是因為其不尋常的特徵。有人認為，鴨嘴獸彷彿是上帝創造動物界之後，用剩餘的零件拼湊出來的。

由於鴨嘴獸長得太古怪，19世紀歐洲研究人員首次見到這種來自澳洲的動物時，還以為有人存心惡作劇。牠擁有鴨子的嘴、鼴鼠的眼睛、河狸的尾巴與帶蹼的腳，並且像蜥蜴一樣下蛋。其它特徵還包括：母鴨嘴獸會製造乳汁，但因為沒有乳頭，她們是透過腹部表皮餵養後代；公鴨嘴獸在禦敵時，其後腳下的尖刺則會分泌毒液。

科學家選定的是一隻在澳洲新南威爾斯省捕獲的野生母鴨嘴獸，科學家為她取名「葛蘭妮」。鴨嘴獸基因體包括的基因數約有1萬8500個，與其它脊椎動物差不多。科學家的工作，是把散布在這些基因中的22億個鹼基對破解出來。科學家發現，鴨嘴獸基因體中80%的基因屬哺乳類動物，其餘則混雜著爬蟲類和鳥類等非哺乳動物特徵。牛津大學基因學者彭丁表示，鴨嘴獸的基因體定序能讓科學家回顧早期哺乳動物會是什麼樣子，有助於了解哺乳類的進化過程。他說：「這能讓我們回到所有哺乳類動物都產卵，同時以母乳餵養下一代的那段時期。」

鴨嘴獸學名Ornithorhynchus anatinus，主要產於澳洲東部和澳洲東南的塔斯馬尼亞島。科學家相信大約在1億7000萬年前，這種半水生動物從牠們與人類的共同祖先分裂出去。

圈養的鴨嘴獸，壽命可達17歲。野生的鴨嘴獸靠捕食昆蟲、蝦子維生，牠們每天可吃下相當於體重20%重量的食物。公鴨嘴獸可以長到50公分長，約2公斤重。母鴨嘴獸的身長和體重則短小約20%。

※ 相關報導：

＊ Genome analysis of the platypus reveals unique signatures of evolution
http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7192/abs/nature06936.html

作者人數過多，詳見論文。
Nature 453, 175-183 (8 May 2008)
doi: 10.1038/nature06936

We present a draft genome sequence of the platypus, Ornithorhynchus anatinus. This monotreme exhibits a fascinating combination of reptilian and mammalian characters. For example, platypuses have a coat of fur adapted to an aquatic lifestyle; platypus females lactate, yet lay eggs; and males are equipped with venom similar to that of reptiles. Analysis of the first monotreme genome aligned these features with genetic innovations. We find that reptile and platypus venom proteins have been co-opted independently from the same gene families; milk protein genes are conserved despite platypuses laying eggs; and immune gene family expansions are directly related to platypus biology. Expansions of protein, non-protein-coding RNA and microRNA families, as well as repeat elements, are identified. Sequencing of this genome now provides a valuable resource for deep mammalian comparative analyses, as well as for monotreme biology and conservation.