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世界著名科學(xué)雜志《自然》首次發(fā)布鴨嘴獸基因組的詳細分析數(shù)據(jù),為揭示隱藏于基因密碼背后的鴨嘴獸的秘密提供了啟示。
基因分析認為,鴨嘴獸基因組的構(gòu)成揭示了其最本真的特征,即同時兼具爬行動物和哺乳動物的特征。比如,鴨嘴獸長有類似爬行動物的四肢;這一特征能夠在相應(yīng)基因片段上直接讀出。又比如,在爬行動物的基因組中,有一串專門控制胎兒大小的基因,這些基因無論來自精子還是卵子,其活動能力都是一樣的,而哺乳動物(除單孔目之外)的相應(yīng)基因因其來源不同而具有不同的活動能力:如果來自于精子,基因就異常活躍;如果來自于卵子,基因活動能力就低下。研究表明,對鴨嘴獸來說,相應(yīng)基因無論是來自精子還是卵子,其活動能力都是一樣的。也就是說,在關(guān)系胎兒成長的基因方面,鴨嘴獸更加接近爬行動物,而不是哺乳動物。
基因研究還表明,同其他哺乳動物一樣,鴨嘴獸基因組中約2%(共計18527個)的基因是專門負責(zé)蛋白質(zhì)生成的,其中一部分對應(yīng)于蛋黃和乳汁的生成。我們知道,爬行動物以卵的蛋黃為發(fā)育中的胚胎提供發(fā)育所需全部營養(yǎng),哺乳動物則不同:在胎兒出生前,通過胎盤為發(fā)育中的胎兒提供持續(xù)的滋養(yǎng);在幼仔出生后,則通過母乳為其提供營養(yǎng)物質(zhì),這也是促使哺乳動物腦容量發(fā)展的重要因素。
那么,早期的產(chǎn)卵的爬行動物是如何演變?yōu)榫哂刑ケP且能夠泌乳的哺乳動物的呢?鴨嘴獸基因研究成果為科學(xué)家提供了線索:這種轉(zhuǎn)變的第一步必然是促成乳汁分泌,然后逐漸擺脫產(chǎn)卵生育。
雌性鴨嘴獸每次產(chǎn)卵1至3枚,通常為2枚。從外形上看,鴨嘴獸的卵很像爬行動物的卵,皮質(zhì)質(zhì)感,個頭不大,直徑約幾毫米,比鳥卵更接近圓形。一枚鴨嘴獸卵的生長周期包括在子宮內(nèi)28天和在體外孵化10天;而一枚鳥蛋的生長周期則是蛋腸內(nèi)1天和體外孵化21天。產(chǎn)卵完成后,雌性鴨嘴獸會蜷縮起身體進行孵化。孵化過程大致分為三個階段:第一階段,胚胎不會長出任何功能性器官,完全從卵黃中吸取營養(yǎng);第二階段,手指腳趾開始發(fā)育;第三階段,卵齒出現(xiàn)。
剛剛孵化出來的幼仔非常柔弱,眼睛還不能睜開,渾身無毛,完全依賴母乳喂養(yǎng)。鴨嘴獸有乳腺,但沒有乳頭。其腹部有個“袋子”,分泌的乳汁經(jīng)由內(nèi)側(cè)皮膚上的小孔流出供幼仔舔食。母乳喂養(yǎng)持續(xù)3至4個月。之后,鴨嘴獸媽媽會短時間外出覓食。大約5周后,鴨嘴獸媽媽外出覓食的時間越來越長。再經(jīng)過大約4個月時間,幼獸開始從洞口爬出。