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研究人员首次对两种企鹅的基因组进行了测序,并且指出了这些鸟在过去是如何应对南极恶劣的环境的,以及它们在未来是如何适应气候变化的。
阿德利和帝企鹅能够应对各种恶劣的天气,包括极端低温,大风,以及各种日常严酷的变化。而这一切都得益于其复杂的生物系统,这可以帮助它们调节温度并且为长期禁食储存能量。通过分析企鹅的DNA并与其他鸟类比较,研究人员深入研究了这些机制并且揭示了其适应的遗传基础。
这项研究结果发表在《GigaScience》杂志上。
例如,在阿德利和帝企鹅中都发现了与β角蛋白有关的蛋白质,这种蛋白质组成了其90%的羽毛,其中的13个基因属于一种特定类型的扩展基因β角蛋白。根据这项研究,这些基因可以确保羽毛短,僵硬且密集,并且可以再寒冷的南极减少热损失。
脂肪储存对于此种鸟类也至关重要,因为它们必须能够承受零下温度以及长期的禁食阶段——对于帝企鹅来说最长达四个月。研究人员在阿德利企鹅发现了八个与脂质代谢相关的基因并且在帝企鹅中发现了三个,并且研究证明这种适应对于企鹅来说是有益的。
此外,与企鹅前肢相关的大约17个基因被认定在水中翼式潜水时拥有了一些独特的变化。一种称为EVC2的特定基因,与其他鸟类相比其基因有更多变化。
“与其他相比,企鹅展示出了与其他鸟类不同的进化区别。它们不能飞,并且有着专门的皮肤和羽毛,翅膀退化,可以在寒冷的生活中生活而其他大多数鸟类在该环境中根本无法生存。”研究员李国杰在一份新闻稿中说: 。
那么,如何这一切是如何与气候变化相联系的呢?那么,这些鸟类的历史基因记录显示,在约15万年前当气候变得温暖时,阿德利企鹅数量急剧上升,但是之后约60,000年前由于寒冷干燥的冰川时期其数量下降了40%。相比之下,帝企鹅的种群则相对保持稳定,这表明它们能更好地适应冰川环境。
“这种历史上数量变化的不同模式还表明未来的气候变化可能会对两种企鹅物种造成一定的影响。”联合作者蔡力补充到。
这还说明并非所有的企鹅物种对同一事物都有着一样的影响,并且对于气候变化造成的全球变暖阿德利企鹅遭受的影响可能相对会大一些。