為什麼長頸鹿天生與眾不同？

科學家已經證實有70組基因能解釋長頸鹿的與眾不同：不僅僅是長得高，還有它如何將血液泵到大腦。

賓夕法尼亞大學的生物學教授道格拉斯?卡文指出：「進化過程讓長頸鹿越長越高，為了能夠跑得更快並擁有強勁的心血管功能，它的身體也做出了必要的改變。要不是達爾文在19世紀解開了長頸鹿進化起源的話，這一切還都將是個迷。」

馬賽長頸鹿：幼年 VS 成年

例如，為了能保證大腦供血，長頸鹿的心臟需要把血液泵到兩米多高的大腦里才行。很可能是因為長頸鹿的心臟左心室特別大，再加上長頸鹿的血壓是其他哺乳動物血壓的兩倍，才使這一壯舉成為可能。

「我們希望能夠通過公布長頸鹿基因組以及造成其生物特性的原因，引起人們對長頸鹿數量急劇減少的關注。」卡文表示：「在過去的15年里，當大多數人都在關注瀕臨滅絕的大象時，長頸鹿的數量卻因為非法捕獵和棲息地的破壞而減少了40%。要是照著這個速度下去，到本世紀末野生長頸鹿的數量將不足一萬頭。一些長頸鹿亞種已經到了滅絕的邊緣。」

卡文和長頸鹿在一起

對比：長頸鹿&霍家狓

為了證實長頸鹿擁有傲人長脖子和每小時能跑60公里大長腿是因為基因變異導致的，卡文和坦尚尼亞納爾遜?曼德拉非洲科學與技術學院的莫里斯?阿加比將長頸鹿和霍加狓的基因序列與另外超過40多種哺乳動物進行了對比，其中包括牛、羊、山羊、駱駝和人。

霍加狓

「霍加狓和長頸鹿的基因序列特別相似，在1100~1200萬年前，它們還是同一個祖先，這個時間在生物進化的過程中可不算長。」卡文表示，「雖然從進化的角度看，它們的關係還挺近，但霍加狓長得卻更像斑馬，而且也沒有長頸鹿傲人的身高和強大的心血管系統。」

「因此，我們可以通過與霍加狓的基因序列對比，辨別長頸鹿獨特的基因變異情況。」

通過對長頸鹿和霍加狓基因組序列一連串兒的對比實驗，科學家們發現70多組基因都表現出對環境的多種適應信號。其中超過一半的基因編碼特定的蛋白質，這些蛋白質負責調節骨骼、心血管系統以及神經系統發育和生理過程。人們推測這些基因對長頸鹿獨特的生物特性的出現有必不可少的促進作用。

在長頸鹿體內的這些變異基因中，不少負責調節心血管系統發育或控制血壓的基因都表現出多種對環境的適應特性。其中一些基因既能控制心血管發育，又能調節骨骼發育，這表明長頸鹿高大和強健心血管系統很可能是少量基因的改變造成的。

長脖子和大長腿

科學家還發現了長頸鹿長脖子和大長腿進化的基因線索，有趣的是，構成長頸鹿脖子的骨頭數量和人類以及其他哺乳動物都是一樣的。

「為了長高，長頸鹿的頸椎骨和腿骨在進化時變得越長越長，」卡文表示，「這最少需要兩種基因，一種基因負責確定骨骼的生長部位，另一種基因負責刺激骨骼不斷地生長。」

坦尚尼亞恩戈羅戈羅自然保護區的成年雌性長頸鹿

在這70多組差異巨大的長頸鹿基因中，科學家鑒定出了同時具備上述兩種功能的長頸鹿基因。他們在《自然通訊》上發布了研究結果的細節。

卡文還表示：「其中最令人激動的是FGFRL1基因，它含有一簇長頸鹿獨有的氨基酸取代基團，這些氨基酸取代基團位於結合在纖維原細胞生長因子的蛋白質中，這種蛋白質就像調節器，調節包括胚胎髮育在內的很多生理過程。」

這種纖維原細胞生長因子對生長發育的控制十分重要，它既控制著長頸鹿早期胚胎髮育，還控制著出生後骨頭能否長得更長。對於人類和老鼠來說，一些骨骼和心血管的缺陷就和這一基因突變有關。

科學家證實了四組同源基因與身體結構的發育有關，這種基因能控制脊椎和腿生長的位置。卡文推測表示：「長頸鹿的脖子和腿那麼長很可能是因為同源基因的變異導致的，而且FGFRL1基因可能為此提供了進化的基礎。」

阿加比首先注意到了長頸鹿與霍加狓有一組基因存在差異，這組基因調節他們的新陳代謝和生長。其中的某種基因編碼葉酸的受體，從而保證生物體正常生長發育過程中維生素B的含量。

科學家發現長頸鹿體內其他一部分代謝基因也發生了顯著的變化，這些基因參與脂肪酸的新陳代謝，脂肪酸是由攝入的植物發酵產生的。植物攝入是長頸鹿的主要能量來源，這一點和牛、山羊這類反芻動物是一樣的。

長頸鹿有自己獨特的飲食特性：他們喜歡吃金合歡樹葉和心皮，這兩種食物營養豐富，但對其他動物來說卻是有毒的。科學家們推測，長頸鹿體內負責代謝金合歡樹葉的基因可能已經為避免這種毒性而產生了進化。

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