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《生物基因》:爱食肉的喵星人,饮食会影响它的DNA

2016/11/11 来源:生物探索
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导读
猫科、鼬科是哺乳动物中高度食肉化的种群,研究发现它们的DNA,受饮食控制。相比于食草动物,食肉动物经历了较强的自然选择,主要表现为丢失了许多具有碳水化合物消化的基因,增加了许多与肌肉力量和敏捷性相关的基因。


用比较基因组学研究哺乳动物进化

饮食或许是地球上所有物种最重要的选择。尤其是对于食肉动物而言,它们哺乳动物类群中经历了多次进化。在化石记录中,食肉动物的特化(specialization)常常是在相对较短的时间消失,这可能是因为它们处在饮食营养金字塔的顶部。

事实上,许多食肉动物特化密切相关的物种有更广泛的饮食,如北极熊、灰熊(杂食动物),猫科中的大熊猫(食草动物)、犬科中的熊(杂食动物),这种生活方式的频繁的进化引起了研究者的注意。

按照饮食类型来分,自然界中的哺乳动物主要分为三种类型:食肉动物、杂食动物和食草动物。如今,随着比较基因组学的发展,它也可用于哺乳动物饮食类型专门化的进化。

食肉动物经历了较强的自然选择

利用最新测序技术的进步,韩国国家生物资源研究所的Joo Hong Yeo对18种哺乳动物的基因组进行了测序,包括猫科的食肉动物(猫,老虎,猎豹以及豹)、杂食动物(人类)和草食动物(牛类)。其中,猫科、鼬科是哺乳动物中高度食肉化的种群。


研究发现,相比于食草动物,食肉动物经历了较强的自然选择,这或是因为他们的饮食,专业化的饮食导致了一些生理、生化和形态的变化。

具体表现为:在食肉动物的基因组中,丢失了许多具有碳水化合物消化的基因,增加了许多与肌肉力量和敏捷性相关的基因,从而使食肉动物成为更好的捕猎者。相比之下,杂食性和食草动物的基因组与同类相比,具有较少的变化,这表明饮食对它们的自然选择远弱于食肉动物。

尤其值得一提的是,许多大型猫科动物在遗传多样性方面损失严重,这表明遗传多样性的降低可能与他们严格的饮食有关。

研究意义:为饮食相关的遗传和健康研究提供了资源

这项研究提供了一个大规模的家庭层面的比较基因组分析,以解决与饮食专业化的基因组变化。

此外,这项基因组分析为饮食相关的遗传和健康研究提供了有用的资源。

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