游隼和猎隼基因组研究揭示捕食性进化机制,最新成果在《自然•遗传学》杂志发表

2013年3月25日,由英国卡迪夫大学、深圳华大基因研究院等单位联合完成的游隼、猎隼基因组研究成果在《自然遗传学》杂志在线发表。该研究为科研工作者从全基因组水平探究游隼和猎隼的捕食性提供了一个全新的视角,对深入探究游隼、猎隼的起源、进化及其它生物学特性研究具有重要的科学价值,并对挽救和保护这两种宝贵的物种具有十分重要的意义。

游隼和猎隼都属于猛禽,它们独特的形态、生理及行为适应能力,使其成为相当成功的猎手。其中,游隼是中型猛禽,被誉为“世上最快的动物”,但由于环境污染等因素导致其繁殖能力下降,数量锐减,目前已被列入濒危物种名单。猎隼是大型猛禽,易于驯养,经驯养后是很好的狩猎工具。隼也是阿拉伯联合酋长国的国鸟,长期以来在阿拉伯地区,驯养隼类一直是时尚、财富和身份的象征。

为了了解游隼和猎隼捕食性的进化基础,研究人员分别对这两只猛禽进行了全基因组测序及分析。他们推测游隼和猎隼约在210万年前共享一个祖先。经与鸡、斑胸草雀基因组比较后,发现游隼和猎隼基因组中大片段重复相对较少,还不到基因组的1%;转座子组成与斑胸草雀最为相似;另外,完整的嗅觉受体基因也是三者之中最少的。此外,研究人员还发现,嗅觉受体γ-c 簇在鸡和斑胸草雀中所发生的基因扩张并未在猎隼和猎隼中出现,他们推测这可能与游隼和猎隼主要依赖视觉对猎物进行定位有关。

研究人员通过对现有鸟类的基因组进行比较分析后,发现游隼和猎隼的神经系统、嗅觉及钠离子运输曾发生了快速进化。在与鸡形目鸟类比较时,他们还发现游隼和猎隼的线粒体呼吸链也发生了显著的快速进化。一般所有的鸟类基因组中都存在基因损失,但他们发现游隼和猎隼的基因丢失要比基因获得严重很多。

此外,研究人员还分析了猛禽的嘴喙发育相关基因以及猎隼沙漠适应性相关基因的特异性,这些研究将促进对猛禽嘴喙以及猎隼沙漠适应性更进一步的了解。

这是世界上首次报道猛禽基因组成果被发表。游隼和猎隼基因组的发布对于后续研究猛禽的进化适应性以及对濒危猛禽的保护具有重要意义。