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PON1基因的趋同丧失令现代海洋哺乳动物面临风险

American Association for the Advancement of Science

各世系海洋哺乳动物远古祖先中的基因丧失如今可能会令现代海洋哺乳动物遭遇危险,因为该基因丧失令它们无法抵御有毒的有机磷酸盐。据新的研究披露,对氧磷酶-1(PON1)的趋同基因丧失令多种海洋哺乳动物失去了分解这些神经毒化学物质的机制,而越来越多的这类毒性物质找到了进入其海洋栖息地的途径。当陆地哺乳动物回到海洋中时,数百万年的适应性变化令它们在地球的海洋中扎了根。同样地,在多种不同的海洋哺乳动物世系中也发生了某些类似的生理和形态学变化,如在鲸鱼、海豹和海牛中出现的鳍足趋同发育。环境的变迁也能导致非适应性的趋同性状丧失。对海洋哺乳动物来说特别的是,其“旱鸭子”祖先的性状会在其新的水中家园变得毫无功能。 然而,某些基因可影响不止一种可能无关的性状,并在不断变化的环境中导致不可预见的后果。Wynn Meyer等人进行了一个全基因组范围的检查,旨在寻找海洋哺乳动物中的与其祖先从陆地过渡至水中环境相关的基因功能的趋同丧失。作者揭示了引人注目的PON1基因的趋同丧失模式,该基因被发现在所有3种海洋哺乳动物世系中(鲸类、鳍足类和海牛类)独立地丧失了其功能,但该基因在陆地哺乳动物的基因组中却得到完整保留。据Meyer等披露,PON1的丧失可能与其在脂肪酸氧化中的作用有关。PON1同时也是哺乳动物唯一能抵御高毒性有机磷酸盐化合物的机制,这些有机磷酸盐出现在大量使用的杀虫剂氯蜱硫磷中。这些结果凸显了生活在农业径流附近的海洋哺乳动物(如海牛和儒艮)所面临的潜在健康危害,因为这些径流中含有有机磷酸盐杀虫剂。

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