通过比较一系列动物的基因蓝图,科学家对人类以及人类与其他生物共有的东西有了新的认识。最引人注目的发现之一是,“生命指令”中的某些段落在整个进化过程中一直存在,代表着一条贯穿所有哺乳动物的纽带——包括我们。

据美联社4月27日报道,研究人员发表在《科学》杂志上的11篇论文中分享了他们的一些发现。这些发现来自一项名为“Zoonomia计划”的国际项目,该项目旨在利用最新的基因编辑技术,研究和保护野生动物物种,由麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所发起,通过对野生动物基因组的研究,了解不同物种之间的遗传差异,以及这些差异是如何影响动物的行为和适应性的。

德国中部莱比锡动物园,一只水獭幼崽(右)与它的母亲在一起。

据了解,该项目的研究人员收集来自全球各地的240种哺乳动物样本,从蝙蝠到野牛,并利用基因编辑技术进行基因组测序和分析——生物体发育和生长所需的指令。他们发现,在数百万年的进化过程中,这些基因组的某些区域在所有哺乳动物物种中都保持不变。

一只吸血蝙蝠在巴西亚马孙热带雨林被网捕获。

其中一项研究发现,至少10%的人类基因组在不同物种之间基本没有变化。这些区域中有许多出现在1%的基因之外,它们产生控制细胞活动的蛋白质,而细胞活动是DNA的主要用途。

研究人员推测,保存时间较长的区域可能起到了一定作用,很可能是他们所谓的“调控元件”,其中包含了在哪里、何时以及产生多少蛋白质的指令。科学家在人类基因组中发现了300多万个这样的基因,其中大约一半以前是未知的。

一群野牛在美国俄克拉荷马州东北部的牧场吃草。

科学家们还关注动物界内部的变化。领导这些研究的团队负责人之一卡尔森说,当他们对物种的基因序列进行比对并将其与祖先进行比较时,发现一些物种在相对较短的时间内发生了很大的变化。这表明它们是如何适应环境的。

卡尔森说:“哺乳动物最酷的一点是,在这个时间点上,它们基本上已经适应了在地球上几乎每一个生态系统中生存。”

一头怀孕的白鲸在美国亚特兰大乔治亚水族馆的水箱中游泳。

另一组科学家寻找人类没有但其他哺乳动物有的基因。耶鲁大学遗传学研究员史蒂文·赖利说,他们没有把重点放在可能创造独特人类特征的新基因上,而是在某种程度上颠覆了这一点。

“丢失DNA片段实际上可以产生新的特征,”赖利说。例如,黑猩猩和人类之间微小的DNA缺失导致了基因表达的级联变化,这可能是人类大脑发育时间延长的原因之一。

一只中华穿山甲在越南觉丰国家公园的树枝上休息。

“Zoonomia计划”还将重点关注那些受到威胁的动物物种,研究人员希望通过对这些物种的基因组研究,找到新的方法来保护它们。在项目的实施过程中,研究人员对一只曾生活在20世纪20年代的雪橇犬进行基因组分析,发现它的基因比现代品种更多样化,并且可能携带了帮助它在恶劣条件下生存的遗传变异,通过比较基因组,展示了遗传学如何塑造个体。

“Zoonomia计划”是一个二十年磨一剑且旨在保护野生动物和生态系统的项目,为动物遗传差异和开发新的保护策略提供了新的可能性。这个项目的实施将有助于保护野生动物,推动野生动物保护和可持续发展的目标。