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龜類的進化 2億5千萬年前演化而成

新頭殼newtalk/新頭殼newtalk 2013.04.29 00:00
新頭殼newtalk 2013.04.29 鄭凱榕/編譯報導

擁有甲殼等獨特特徵、演化上謎團眾多的龜類基因圖譜(Genome),經過世界上日本、中國、歐洲國際團隊初步解讀,推測龜類是在2億5千萬年前、生物大滅絕時期前後,開始獨自進化成現在的形態。這項研究結果刊登在28日美國科學雜誌《自然‧遺傳學》(Nature Genetics)上。

根據日本共同通信社29日報導,生物大滅絕時期,生物種類激劇減少,另一方面則出現能夠適應新環境的新形態生物。團隊認為,「龜類的演化與甲殼的發達,或許可以特定生物大滅絕的原因。」

根據隸屬於日本文部科學省下的獨立行政法人理化學研究所(簡稱「理研」,RIKEN)的研究成果發表,龜類所背負的甲殼,是非常獨特的構造,實際上是龜類背骨的一部份,與龜類無法分離。龜類的起源,目前為止有三說:一、原始爬蟲類說;二、與蜥蜴相近說;三、與鱷魚或鳥類相近說。為了要明確確認龜類的起源,理研的研究團隊開始解讀龜類的基因圖譜。

解讀「鱉」和「綠海龜」的基因圖譜時,確認了龜類與鱷魚或鳥類、恐龍擁有相近的演化起源。而且似乎是在距今約2億5,000萬年前生物大量滅絕期前後,龜類的祖先開始登場。

那麼,龜類的特異形狀是如何演化而成的呢?令人震驚的是,研究者發現龜類一度特別發展出具有與脊椎動物共通的「基本設計」,從那時候開始才演化成甲殼等特殊構造的形體。

這是脊椎動物應該演化成的基本設計卻沒有依循變化,進而發展出與所謂「胚胎發育沙漏模型」(英:developmental hourglass model;日:発生砂時計モデル)的演化法則相一致的結果。所謂「胚胎發育沙漏模型」,是指相關物種中胚胎的出現在發育過程中途發生融合,之後又分開的現象。

此外,這次也有預想外的發現。龜類的基因圖譜中,發現了1,000個以上的作為嗅覺受器的基因,了解到爬蟲類也有能與哺乳類相匹敵的嗅覺能力。

在此之前,爬蟲類的基因圖譜資訊,僅限於鱷魚與蜥蜴。解讀龜類的基因圖譜,期待對於包含恐龍在內的陸上脊椎動物的進化,能有更深刻的理解。

這項研究是由日本理研胚胎‧再生科學總合研究中心中心,與中國基因圖譜研究機構「華大基因」BGI、英國惠康基金會(Wellcome Trust)研究所、歐洲生物資訊中心(European Bioinformatics Institute,EBI)研究所等發起的國際共同團隊的研究成果。

圖片說明:從綠海龜的血液中取得基因圖譜並解讀之。圖片來源:日本理化學研究所提供。

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