南美肺鱼：水中“活化石”的奇妙基因
在非洲的一个小水潭里，一条黑色的大鱼突然跃出水面，张嘴吞下空气，然后又迅速潜回水中。这可不是普通的鱼，而是一条肺鱼！肺鱼不仅有鳃，还拥有一种原始的肺，能在旱季存活下来。
在我们看来，肺似乎是陆生动物的专利。早在20世纪80年代，人们曾认为肺鱼是所有四足动物的祖先，但现在我们知道，肺鱼并不是我们的直系亲属。大约4.2亿年前，鱼类分道扬镳，一支走上陆地，演化成了人类，而另一支则几乎没有变化。现存的肺鱼有6个物种，其中南美肺鱼（Lepidosiren paradoxa）和澳大利亚肺鱼（Neoceratodus forsteri）几乎与4亿年前的化石一模一样，真是名副其实的“活化石”！
巨大的基因组
虽然肺鱼的外形变化不大，但它们的基因组却是个庞然大物。南美肺鱼的DNA有超过910亿个碱基对，是目前已测序物种中最大的！相比之下，人类的基因组只有30亿个碱基对。南美肺鱼的19条染色体中，18条单独拿出来都比人类的基因组还要大。
不过，基因组大并不意味着信息多。人类的30亿个碱基对中，只有大约2万个基因，而南美肺鱼的基因组虽然大30倍，但真正编码蛋白质的基因也只有大约2万段。这意味着它们的基因组中有超过90%是“垃圾DNA”，也就是转座子——这些可以在基因中“跳跃”的DNA片段。
自私的基因
转座子被称为“自私的基因”，因为它们会大量复制自己，像病毒一样在基因组中繁殖。虽然大多数生物都有防御机制来对抗这些“基因寄生虫”，但南美肺鱼似乎缺乏这种能力。研究发现，它们与转座子相关的基因数量大幅减少，可能正是因为这个原因，南美肺鱼的基因组才能如此庞大。
有趣的是，南美肺鱼的基因组扩增速度是已知物种中最快的，平均每过一千万年就能增加一个人类基因组的大小，而且这个增长速度已经持续了至少一亿年。
扩增的代价
那么，巨大的基因组会带来什么代价呢？在蝾螈中，我们可以看到一些问题。许多蝾螈因为基因组中的“累赘”而长成“巨婴”，无法完成正常的发育过程。而肺鱼似乎没有遭遇类似的困境。研究显示，肺鱼的基因表达与基因长度之间没有明显的相关性，超长基因的转录效率可能有所提高。
演化的脚步
通过研究肺鱼的基因组变化，我们可以窥见四足动物祖先从水到陆的演化过程。肺鱼不仅拥有原始的肺，还在基因中编码了与四足动物相似的基因，显示出它们在适应陆地生活方面的潜力。
总之，南美肺鱼不仅是水中的“活化石”，更是我们了解生命演化的重要窗口。它们的基因组和生存策略为科学家们提供了丰富的研究素材，帮助我们更好地理解生命的奥秘。
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评论列表（4条）
我是竹醋网的签约作者“编辑”！
希望本篇文章《这种生物的基因组如同一座“垃圾山”，不断吸纳新废物》能对你有所帮助！
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