基因的“魔术手”

你是否在乡村田野间或是媒体上,见过一种强壮的动物?它颈部上方有突出的瘤峰,颈部下方拖着长长的皮,这就是瘤牛。

“驼背”的瘤牛

瘤牛的“瘤”,指的是它颈部上方重达几十千克的瘤峰,看起来好像是瘤牛驼背了。瘤峰的作用与骆驼的驼峰、绵羊的脂尾类似,可储存脂肪,在营养匮乏时给瘤牛补充能量。

瘤牛的喉部至腹部有垂皮,双耳大而悬垂,皮肤光滑而松弛,毛色多样,常见的有灰色、褐色、红色和黑色等。瘤牛汗腺丰富且腺体较大,使其具有更方便排汗散热的特性。

驯化后的瘤牛是重要的家养畜种,为人类提供了肉、奶和皮革。

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瘤牛(供图/韩建林)

瘤牛的“全球旅行”

在距今约8000年前,瘤牛的祖先——瘤原牛在印度河谷被驯化;在5000~4000年前,随着游牧文化的传播,瘤牛扩散至整个南亚;在4000~1300年前,瘤牛迅速地扩散到中亚、东亚和非洲地区,最终形成了各具特点的南亚、东亚和非洲瘤牛。

瘤牛的“超能力”

目前,瘤牛的数量非常庞大,在全世界饲养的家牛中它占据了“半壁江山”,这与瘤牛的“超能力”密不可分。

瘤牛的“通婚”史

自大约 4000 年前起,瘤牛通过南北两条路线来到我国,南线是从印度沿着东南亚引进到我国南方,北线是沿着我国西北地区迁徙而来。通过生物信息学分析发现,我国的西藏瘤牛与尼泊尔瘤牛属于南亚瘤牛“大家庭”;我国的西南瘤牛和东南亚瘤牛血缘关系处于南亚瘤牛和东亚瘤牛之间;与我国的西南瘤牛相比,东南亚瘤牛与南亚瘤牛的亲缘关系更近。从印度到达我国南方的瘤牛与来自我国北方的普通牛“通婚”,产生了不同血统的地方黄牛“宝宝”。

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瘤牛的基础代谢很低,所以对水分和营养的需求量较少;

瘤牛的皮肤可以分泌一种特殊的气味,帮助它摆脱壁虱及蚊虻的骚扰;

瘤牛具有明显的耐热和抗病能力,尤其对焦虫等寄生虫有较强的抵抗力。

瘤牛的基因“开关”

研究发现,高等动植物的基因组中存在很多控制不同基因的特殊“开关”,某一“开关”打开时,动植物就会产生某种特殊的内在生理或生化变化,甚至是新的外表特征。

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生活在内蒙古阿拉善盟的蒙古牛(左)和生活在印度尼西亚的爪哇野牛
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(右),与瘤牛在体型上形成了鲜明对比

这些“开关”的开启是由动植物拥有的特殊基因和其所处的环境条件共同决定的。

例如,瘤牛毛发生长由基因组1号染色体上的基因控制,瘤牛可以通过打开这个“开关”,调节毛发的长度和厚度。此外,瘤牛还可以利用促进心脏发育和加速血液循环的“开关”,避免极端高温和太阳辐射对畜体造成伤害。

人们还发现了分布于湿热环境中的东亚瘤牛适应炎热环境和光周期的“开关”基因。例如,东亚瘤牛可以通过改变其行为,在夜间吃草,以实现对白昼长度季节性变化的适应性进化。

环境条件、基因组成、基因渐渗……科研工作者从多个角度去研究瘤牛的迁徙与进化。全球瘤牛的体型、外貌特征丰富多样,已知的瘤牛进化知识可能只是沧海一粟,其物种起源与进化历程还有更多的奥秘有待揭开。

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