PNAS:中国科学家揭示为什么大小熊猫都爱吃竹子
2017/01/19
中国科学院动物研究所魏辅文研究员领导的研究团队在1月17日的PNAS在线发表了一篇论文,首次对小熊猫全基因组进行了测序和分析,并将它们与大熊猫基因组进行比较,发现了适应性趋同的分子基础,其结果能够解释为什么亲缘较远的两个物种有类似外表并都爱吃竹子。


中国科学院动物研究所魏辅文研究员领导的研究团队在1月17日的PNAS在线发表了一篇论文,首次对小熊猫全基因组进行了测序和分析,并将它们与大熊猫基因组进行比较,发现了适应性趋同的分子基础,其结果能够解释为什么亲缘较远的两个物种有类似外表并都爱吃竹子。

虽然大熊猫和大熊猫的名字暗示它们可能是密切相关的,但它们实际上是远亲。大熊猫是和熊密切相关,特别是北极熊;而小熊猫和雪貂更密切些。2011年中科院昆明动物研究所就证明了小熊猫属于浣熊科和鼬科的姐妹群。基因分析的结果不支持形态学研究将小熊猫归于浣熊科,或将大、小熊猫并为熊猫科的观点。

但是这两个物种有一个共同的特点是它们只吃竹子(尽管被列为食肉动物),并有一种伪拇指的第六指来帮助它们进食。


当两个或两个以上的亲缘较远的生物在类似的环境条件下独立发展出相似的特性时,就称为表型趋同。在这种情况下,两种截然不同的熊猫进化出了非常相似的特征。大熊猫和小熊猫就是表型趋同的最典型例子。

在对小熊猫基因组进行测序后,研究人员将其与大熊猫进行了比较,发现了大约70个与竹子生活方式相似的进化变化相关基因。

更具体地说,他们发现了两个基因PCNT 和DYNC2H,在两种熊猫的四肢发育中是重要的,允许手腕的骨头额外增长成拇指状附属物,有助于把握竹竿。研究人员还发现了这两个物种中酶的遗传相似性,可帮助它们从竹子中汲取必需营养物质,以适应低营养的竹子食物。另外还发现了10例相似的假基因,其中包含感知肉味的鲜味受体基因TAS1R1。假基因是指与正常基因相似、但丧失正常功能的基因。进一步分析显示,小熊猫这个基因发生假基因化的时间应该在小熊猫食性转换为部分植食之后。

参考资料

Comparative genomics reveals convergent evolution between the bamboo-eating giant and red pandas

Genetic comparison of giant and red pandas offers clues about convergence

大小熊猫都吃竹子 为啥只有一个成了国宝

查看更多
  • Comparative genomics reveals convergent evolution between the bamboo-eating giant and red pandas

    Phenotypic convergence between distantly related taxa often mirrors adaptation to similar selective pressures and may be driven by genetic convergence. The giant panda (Ailuropoda melanoleuca) and red panda (Ailurus fulgens) belong to different families in the order Carnivora, but both have evolved a specialized bamboo diet and adaptive pseudothumb, representing a classic model of convergent evolution. However, the genetic bases of these morphological and physiological convergences remain unknown. Through de novo sequencing the red panda genome and improving the giant panda genome assembly with added data, we identified genomic signatures of convergent evolution. Limb development genes DYNC2H1 and PCNT have undergone adaptive convergence and may be important candidate genes for pseudothumb development. As evolutionary responses to a bamboo diet, adaptive convergence has occurred in genes involved in the digestion and utilization of bamboo nutrients such as essential amino acids, fatty acids, and vitamins. Similarly, the umami taste receptor gene TAS1R1 has been pseudogenized in both pandas. These findings offer insights into genetic convergence mechanisms underlying phenotypic convergence and adaptation to a specialized bamboo diet.

    展开 收起
发表评论 我在frontend\modules\comment\widgets\views\文件夹下面 test