山舞银蛇,原驰蜡象
今天给大家分享一篇16年发表在nature communications上的文章,研究的是五步蛇的进化。
蛇跟其他四足动物相比有很多的特征和较为丰富的基因组进化历史,但是这些目前尚不清楚。文章构建了一个高质量的五步蛇基因组,并通过和其他代表的蛇类还有蜥蜴进行了比较基因组学分析,重点研究了进化中TE的影响,TE影响的脑特异性基因的表达等。另外还检测到蛇明显的适应化的进化,包括和毒液、热敏感基因的的显著变化,还有跟视觉相关基因的退化等。文章还找了Hox、Tbx等和四肢发育相关的基因处于退化状态,说明蛇之前也是有四肢的,当然这一点被化石也证明过。最后,文章推测ZW性染色体发生了至少三次重组抑制事件。种种这些研究对于蛇物种的进一步理解和研究都有重要的意义。
世界上一共有3400种蛇,除了极端环境之外,绝大地区都有蛇的分布。蛇的进化过程存在很多的变化,比如身体结构的变化、毒液的变化、生殖系统的变化等,整体这些变化使得其和蜥蜴看起来具有明显的区别。从化石中可以得到的证据是曾经的蛇已经有较为长的身体,这是为了挖洞爬行,但是其之后前肢丢掉了,后肢尚存。目前蟒蛇还有退化的后肢,然后进化较快的蛇已经丢掉了它。
蛇也经常被用来作为四肢进化研究、毒液研究、性染色体进化研究的模型。五步蛇不同于其他蛇,其有较为明显的ZW染色体、明显的尖牙,剧毒(五步蛇嘛),这些是跟其他蛇不同的。
为此,文章利用其和已发表的蟒蛇2个、眼镜王蛇、还有蜥蜴进行了比较基因组学分析。发现蛇和蜥蜴相比GC含量明显不同,这大概是因为TE家族导致的。文章也找到了适应性相关的基因,比如毒素相关的基因,还有就是跟四肢发育、视觉等相关基因的放松选择等。整体推测蛇的ZW染色体上至少发生3次重组抑制事件。
参考文献
Yin W, Wang Z J, Li Q Y, et al. Evolutionary trajectories of snake genes and genomes revealed by comparative analyses of five-pacer viper[J]. Nature Communications, 2016, 7:13107.