竹の食事はパンダを遺伝的レベルで近づけました

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ビデオ: グルメ王パンダ「永明」が食べる竹持ってこれるか選手権 /オモシロ発掘隊#3 2022, 12月
竹の食事はパンダを遺伝的レベルで近づけました
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Anonim
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中国の科学者は初めて、レッサーパンダ(Ailurus fulgens)のゲノムの配列を決定しました。それをジャイアントパンダ(Ailuropoda melanoleuca)のゲノムと比較すると、彼らは両方の種の収斂進化から出現した形質の遺伝的基礎を発見しました:偽の親指と竹の食事。研究論文がジャーナルPNASに掲載されました。

ジャイアントパンダとレッサーパンダは、収斂進化の一例です。進化の過程で、同じような条件で生活しているさまざまな体系的なグループの代表者の間で類似性が生じます。ジャイアントパンダは、パンダ科のレッサーパンダに最も近い親戚であるクマ科に属しています。テン、クズリ、その他のイタチ科のメンバーです。レッサーパンダの最も近い共通の祖先は、約4300万年前に存在していました。

肉食動物の順序に属しているにもかかわらず、両方の種はほぼ完全に草食性であり、90パーセントの竹の食事に適応しています。ジャイアントパンダとレッサーパンダは、独立して竹を消化する習慣と偽の親指を発達させました。動物がシュートをつかむのを助ける、足の指を減らしたような拡大した種子骨の手首のような骨です。

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パンダの偽の親指。左から右へ:アクション、ビュー、構造。

パンダの収斂進化の生理学的兆候は明らかですが、これまでのところ、遺伝子レベルでそれを研究した人は誰もいません。

これはまさに新作の作者がしたことです。彼らは初めて、オスのレッサーパンダのゲノムを配列決定し、ジャイアントパンダのゲノムに関する情報を追加しました。比較ゲノミクス技術を使用して、彼らは70の適応収束遺伝子を特定しました。

見つかった遺伝子のいくつかは、竹からの栄養素の吸収に影響を与えます。たとえば、タンパク質の消化に関与する遺伝子PRSS1、PRSS36、およびCPB1は、アミノ酸のリジンとアルギニンの同化効率を高め、竹の不足を補います。 ADH1CおよびCYP3A5遺伝子はビタミンAの代謝を調節し、CYP4F2およびGIFはビタミンB12の代謝を調節します。これらのビタミンは両方とも植物ベースの食事には含まれていません。パンダのビタミンAはベータカロチンの前駆体に由来し、B12は腸内細菌によって生成されます。パンダによる両方のビタミンの使用は、可能な限り効果的でなければなりません。

研究者によると、さらに2つの遺伝子、DYNC2H1とPCNTが偽親指の発生に影響を与える可能性があります。人間とマウスのこれらの遺伝子の突然変異は、多指症などの四肢形成の異常につながります。しかし、偽の親指の形成に対するこれらの遺伝子の影響の正確なメカニズムはまだ不明です。

興味深いことに、科学者たちは、一般的な作業遺伝子に加えて、主にタンパク質食の動物に必要なTAS1R1うま味受容体遺伝子を含む10個の同一の遺伝子が巨大でレッサーパンダで無効になっている(機能しないコピーになっている)ことを発見しました。

遺伝子レベルでのジャイアントパンダとレッサーパンダの収束の研究は、竹の食事への適応が一度にいくつかの「前線」で起こったことを示しました。それは収斂進化のメカニズムのより良い理解を提供します。

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