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鼠兔线粒体基因与海拔高度的适应性进化

2016年01月25日 浏览量: 评论(0) 来源:生物360 作者:生物360 责任编辑:wlladmin
摘要:高原鼠兔(Ochotona curzoniae),也叫黑唇鼠兔,营洞穴生活,一年四季活动,冬天不冬眠,是严格的素食者,主要分布在青藏高原和相邻地区海拔3200-5000米范围。成年鼠兔体重在150克左右,每年繁殖1-2胎。高原鼠兔的基础代谢率较高,散热率也高,但体温也高。高原鼠兔体内全年都有褐色脂肪组织存在,夏天含量降低,冬天增加。褐色脂肪组织线粒体内的解偶联蛋白1及其导致的非颤抖性产热能力也有相似的季节变化。所以,高原鼠兔有很强的抗寒能力。

鼠兔在寒冷的天气保持体温的能力非常强,但是这种适应也是有代价的,因为这会导致鼠兔难以应对小山脉中气候多变的气候特点。如果栖息地温度升高,生活在低海拔地区的鼠兔有更多机会避免灭绝,而哪些迁移并适应高海拔高寒冷地区的鼠兔则难以适应环境温度的升高。

相反,低海拔地区的鼠兔无法适应高海拔地区的低氧环境。上周召开的美国博物学家学会上,斯坦福大学Katherine Solari等报道了他们的研究结果。斯坦福大学KatherineSolari等对三个线粒体细胞色素c氧化酶(COX)基因进行了分析,发现鼠兔有10个不同的COX版本,分别对应于海平面到海拔5000米的不同氧气浓度条件。细胞色素c氧化酶是细胞功能所必需的,活性高度依赖氧气浓度。

氨基酸突变分为增加或减少考克斯蛋白质活性,研究发现随着鼠兔居住海拔高度的改变,这种分子存在规律性的选择,在低海拔高度,这种分子活性比较低,而高海拔地区,这种分子活性比较高,这样可以让动物不需要太多活动就可以产生足够的热量以维持体温。 高原鼠兔(Ochotona curzoniae),也叫黑唇鼠兔,营洞穴生活,一年四季活动,冬天不冬眠,是严格的素食者,主要分布在青藏高原和相邻地区海拔3200-5000米范围。成年鼠兔体重在150克左右,每年繁殖1-2胎。高原鼠兔的基础代谢率较高,散热率也高,但体温也高。高原鼠兔体内全年都有褐色脂肪组织存在,夏天含量降低,冬天增加。褐色脂肪组织线粒体内的解偶联蛋白1及其导致的非颤抖性产热能力也有相似的季节变化。

所以,高原鼠兔有很强的抗寒能力。 高原鼠兔等许多高海拔物种,是研究物种适应性和哺乳动物在高海拔缺氧环境下具有潜在生态价值的重要对象。在不同海拔高度,在环境压力下,高原鼠兔进化出大约30个不同种类。本研究是对高中低三类不同海拔高度的高原鼠兔与氧气代谢密切相关的基因进行比较。对三种线粒体细胞色素c氧化酶的不同突变类型和高原鼠兔居住高度相关性进行分析。细胞色素c氧化酶催化细胞内利用氧气产生能量的关键化学反应步骤,是体内氧化磷酸化能量代谢步骤中唯一需要氧气的过程。研究表明,不同高度的高原鼠兔这种基因进行了非常有效的转换,能帮助它们非常好地适应氧气浓度。低海拔地区高原鼠兔的细胞色素c氧化酶是产热最少的,这符合这种地区相对温暖的特点,但是这样会让它们难以在高海拔地区生存。因为在高海拔地区,高效利用氧气才能获得更好生存机会。

这些特点也是维持高原整个生态环境的关键,因为这以特点需要青藏高原上的高原鼠兔必须在寒冷冬季保持一定活跃程度,就是经常出门走走,这正好给哪些冬季缺乏食物的雪豹、黄鼠狼和熊提供为数不多的食物来源。

对不起,暂无资料。
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