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大王乌贼为什么这么大?基因测序解析海怪真身

2020-03-31 17:43 来源: 仪器网

广袤的海洋除了带给人类丰富的渔业资源,还孕育了原始的恐惧。在深邃黑暗的深海中,谁也不知道是不是有什么人类难以想象的庞然大物冰冷地注视着海面上航行的船只。自人类开启航海时代,海怪的传说就一直流传在水手中间。其中经典的形象应该以章鱼为代表的巨型头足类动物,这些触手怪物不仅出现在中世纪的海图中,还成为现代与航海相关的奇幻作品的标配。
当其他海怪都因为科技的进步逐渐被人遗忘,头足类海怪却始终活跃在人类的想象力舞台上。其中最主要的原因就是因为大王鱿的发现。被称为大王乌贼的大王鱿因为被夸大的体型数据以及与抹香鲸的食物链关系而成为现代生物学深入人心的传说。
目前,远洋渔业的发展让人们有越来越多的机会接触到大王鱿个体。与体长几十米,可以抹香鲸搏杀的传说不同,目前发现的最大的大王鱿个体身体长度只有2.25米,算上腕足,全身也只有13米左右。既没有反抗抹香鲸的能力,更不可能掀翻船只。但是这样的体型在头足类动物中已经是巨无霸了。而且与体型相比,更令人惊讶的是大王鱿的生长速度,它们在短短3年内就能从1.4毫米的卵成长为体型长达几米的大型动物。
随着基因测序技术在生命科学研究领域的广泛应用,科学家们也开始尝试对大王鱿的基因组进行测序。2013年,哥本哈根大学专家托马斯·吉尔伯特就曾利用线粒体基因组测序对大王鱿进行研究,确定世界各地发现的差异很大的大王鱿样本都属于同一各物种。而最近,托马斯·吉尔伯特带领的国际团队又有了新的研究成果,他们在《GigaScience》上公布了大王鱿的完整基因组序列,让人类对这种传说生物有了更进一步的了解。
在这次研究中,研究人员采用用Illumina和PacBio测序技术对大王鱿的全基因组进行测序。Illumina是第二代高通量测序技术的代表,采用桥式PCR、4色荧光可逆终止和激光扫描成像技术。PacBio则是第三代单分子实时测序技术,将纳米孔和荧光可逆终止dNTP技术相结合。测序结果表明大王鱿基因组发的大小约为2.7 Gb,约为人类的90%。
研究人员还发现,大王鱿体型与其它头足类动物相比如此巨大似乎与重要的发育基因Hox和Wnt有关。这两种基因在大王鱿体内仅以单拷贝形式存在,这表明大王鱿发育的策略并不是基因组复制,但更深入的原因还需要进一步研究。此外,研究人员还对大王鱿与反射素与原钙粘蛋白相关的基因。
虽然这次研究得到的结论并不能回答关于大王鱿的大部分问题,但是有了基因组数据在手,人类对这种神秘的深海动物的研究将变得更容易。科学的进步让人们一步步看清曾经广为流传的海怪的真相,让它们就此退居于虚构的传说或者回归到现实中我们熟悉的动物。因为极少与人类接触,大王鱿得以在现代社会中成为新的传说,但随着研究的深入,最终想象力带来的虚幻形象会逐渐褪色,大王鱿将以真实的形象,出现在我们眼前。
参考资料来源:果壳网
编辑点评:基因测序是一种新型基因检测技术,能够从血液或唾液中分析测定基因全序列,预测罹患多种疾病的可能性、个体的行为特征及行为合理。当然,基因测序的应用范围可不止是医学,生物学、遗传性等都是基于测序大展身手的领域,利用基因测序手段对大王乌贼体型进行研究,正是基因测序的一种常见利用形式。

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