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有毒也要吃葉子,佛系又任性的考拉了解一下?

在澳大利亞昆士蘭州貝埃爾瓦的一家動物醫院,一隻被聯邦政府列為瀕危動物的考拉正在吃桉樹葉。攝影:JOEL SARTORE,NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE

撰文:ALEJANDRA BORUNDA

考拉是種非常奇怪的小動物,這一點幾乎無人不知。它們主要在澳大利亞的桉樹林中活動,以有毒的桉樹葉為食。考拉很特別:不僅整天睡覺,幼崽還會吃母親的糞便;它們會患上一些可怕的疾病死亡,但這些疾病卻又不會對其它動物產生太大影響。

最近,一組研究人員對考拉進行了基因組排序,進而揭開這一物種的秘密,比如它們為何能以桉樹葉為生、如何發現毒性最小的桉樹葉、以及為何容易感染一些像衣原體這樣的疾病。

幾十年來,城市開發導致考拉棲息的桉樹林不斷減少,促進了一些毀滅性疾病的傳播。澳大利亞大部分地區的考拉數量因此而大幅減少。

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Rebecca·Johnson是悉尼澳大利亞博物館的保育遺傳學者,並於近日,作為第一作者將一篇新研究發布在了《自然遺傳學》上。州官員和開發公司經常給她打電話,想諮詢如何保護澳大利亞全國範圍內,種類繁多的考拉種群。

想找到這些問題的解答,最好的方式就是去進行考拉基因組測序。「如果想追蹤並了解一個物種的基因多樣性,基因組是最佳的信息來源。」她回應道。

就這樣,她從全球各地召集了一組專家,投身基因組揭秘工作。在不斷地努力下,他們終於破解了考拉的基因謎團。「測序基因組需要大量研究人員付出努力,不過召集人員進行考拉研究倒不是很困難,畢竟這些小傢伙實在太可愛了。」Johnson說道。

考拉可愛不假,可也確實奇葩。它們以有毒的桉樹葉為食,基本上除了考拉,全球沒有第二種動物會吃桉樹葉。但是考拉在漫長的進化歷程中練就了一身本事,能夠迅速排出有毒物質,因此每天可以吃掉大量桉樹葉而不生病。

不過,桉樹葉的營養含量很低,這也使得考拉每天需要休息或睡眠長達22小時。

除此以外,Johnson和團隊還發現,在考拉的基因組中,負責解毒蛋白的編碼部分超過其它哺乳動物(或人類)兩倍之多。研究者因此推測,在很久之前的某個時刻,考拉的那個編碼部分一定偶然對自己進行了複製。一旦複製成功,進化的壓力就可以推動這些外來的基因向新的方向進化,並最終強化了考拉的排毒系統,使其在清除有毒的桉樹分子方面效率更高。

「其實就是共同進化,」 麻省理工學院的研究者Miriam·Shiffman這樣解釋。他主要對考拉腸道內的微生物群展開研究,希望弄清這些微生物群是如何幫助它們加工處理桉樹葉。桉樹葉產生了「大量複雜的化學物質」以避免被吃掉,而考拉則進化出了更好的方式來應對。

辨識有毒物質

此外,研究團隊還發現了考拉挑選食物的秘密。多年來,研究人員觀察到了考拉嗅探桉樹葉的習慣,但卻不解它們為何會吃掉一些桉樹葉,扔掉另一些。他們猜測,考拉是依據桉樹葉的味道判斷其毒性或營養程度。

誠然,研究者在掌控考拉嗅覺器官的基因組中發現了很多額外進入的基因,這些基因能幫助它們辨別不同的薄荷、藥用化合物的細微味道差別,而薄荷和藥用化合物就是桉樹獨特氣味的來源。

考拉非常擅長清楚有毒的植物分子,它們有著負責拍出有毒物質的系統,且速度極快,能夠迅速將其體內的很多藥物成分清理出去,甚至快於人類許多倍。但是一些用於治療疾病的抗生素會擾亂考拉腸道內的微生物菌群,進而影響其分解桉樹葉的能力,最終導致它們慢慢餓死。

這就導致獸醫和科學家很難為考拉治療衣原體等疾病,因為科學家用來給人類,以及其它有袋類動物治病的藥物在考拉身上不起作用。許多科學家用了多年時間,嘗試研發一種可防止考拉感染衣原體的疫苗。

「我們對考拉的免疫系統還不夠了解,所以在整個考拉研究領域,我們在研發疫苗方面能進行的嘗試非常有限,」悉尼科技大學的微生物學者Willa·Huston說道。「現在,既然我們進一步了解了考拉免疫系統的基因,我們可以鑽研出一種針對性的疫苗。」

此外,考拉還飽受逆轉錄酶病毒的困擾,這是一種類似HIV的病毒,會削弱它們的免疫系統,使它們更容易患上衣原體或癌症等疾病。有時,這些逆轉錄酶病毒會偷偷地進入考拉的基因序列。研究者發現,在考拉的進化史中,逆轉錄酶病毒曾幾十次進入其基因序列,這種突襲至今仍在繼續。

目前,昆士蘭州所有檢測過的考拉體內都含有某種版本的逆轉錄酶病毒。不過,一些現代菌株的破壞力比古老的更強大。考拉基因組的研究工作可幫助研究者追蹤逆轉錄酶病毒的種系,進而為科學家提供基礎,幫助他們研發更好的疫苗,Johnson解釋道。

不僅如此,深入研究遺傳密碼還能幫助環保人士,找到辦法去保持處於瀕危考拉的基因多樣性。

現如今,考拉麵臨著諸多威脅,昆士蘭州的詹姆斯庫克大學,保育遺傳學者Shannon Kjeldsen解釋道。考拉的遺傳多樣性可幫助考拉應付壓力。但如果考拉開始近親交配,「整個考拉種群應對新挑戰的能力就會下降,」她說道。現在,有了基因組作參考,生物學者將能對不同考拉種群的情況進行追蹤,進而確定如何以及何時採取保護行動。

(譯者:流浪狗)


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