【光明日报】蛇类起源与演化机制被揭示

蛇类是地球上进化较为成功的脊椎动物之一——分布在除南极洲外的各大洲陆地和海洋，并进化出诸如感受红外线、毒液等“超能力”。然而，关于蛇类的演化却一直是个谜题。中国科学院成都生物研究所李家堂团队基于大规模多组学技术与基因编辑等研究手段，全面揭示了蛇类起源及特殊表型演化的遗传机制。研究支持了蛇类是由蜥蜴演化而来的假说，并从遗传角度揭示了蛇类四肢丧失、红外感应“超能力”等产生的重要原因。相关论文发表在19日出版的国际学术期刊《细胞》上。

李家堂解释：“我们的研究选取了全球极具代表性的不同支系的蛇类，基于染色体水平蛇类基因组数据集构建了有力的蛇类系统学框架，推断蛇类起源于约1.18亿年前早白垩纪，支持了蛇类是由蜥蜴演化而来的假说。”

同时，研究者整合多维度遗传数据及基因编辑等交叉研究手段，系统阐释了蛇类的起源与特有表型的演化遗传机制。为何蛇类四肢缺失？可能是因为它们的PTCH1蛋白特异性缺失了三个氨基酸残基。为何蛇类仅有一侧肺存在？可能是因为它们丢失了控制器官对称发育的DNAH11和FXJ1B基因。为什么有的蛇类能够感知红外线？可能是因为编码基因和非编码调控元件的趋同演化，使它们获得了感知红外光谱的“超能力”。

李家堂介绍，下一步，团队将聚焦开发玉米蛇为模式动物，并开展演化发育生物学研究。同时，围绕蛇毒等重要遗传资源的挖掘和运用，为抗蛇毒血清及蛇毒衍生药物的研发提供科学支撑。

“我们之所以研究蛇类，是因为它们在进化历史上处于脊椎动物演化的关键节点，是脊椎动物中的重要类群。”李家堂说，“研究率先启动了全球蛇类大规模组学研究，阐明了蛇类一些特殊表型的遗传机制，对理解脊椎动物复杂表型的演化具有重要意义，将为人类相关疾病的防治提供重要科学支撑，推动相关学科的发展。”

（原载于《光明日报》 2023-06-20 08版）

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