從鴨嘴獸到藍鯨，今天所有活着的哺乳動物都是約1.8億年前存在的一個共同祖先的後代。儘管我們對這種動物了解不多，但一個全球專家小組最近通過計算重建了其基因組的組織。這些發現最近發表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上。
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加州大學戴維斯分校進化和生態學傑出教授、該論文的資深作者Harris Lewin說道：“我們的結果對理解哺乳動物的進化和保護工作具有重要意義。”
研究人員使用了32個活體物種的高質量基因組序列，橫跨26個已知哺乳動物類別中的23個。人類和黑猩猩是這些物種之一，還有袋熊和兔子、海牛、家牛、犀牛、蝙蝠和穿山甲。雞和揚子鱷的基因組也被用作分析中的對比組。作為地球生物基因組計劃和其他大規模生物多樣性基因組測序計劃的一部分，這些基因組中的一些正在被製作。Lewin是地球生物基因組計劃(Earth BioGenome Project)工作小組的主席。
據該研究的論文第一作者、加州大學戴維斯分校基因組中心的博士后研究員Joana Damas稱，哺乳動物的祖先有19條常染色體，這些染色體控制着生物體特徵的遺傳，而不是由性連鎖染色體控制的特徵（這些染色體在大多數細胞中是成對的，總共有38條），加上兩條性染色體。研究人員確定了1215個基因塊，它們以相同的順序出現在所有32個基因組的同一染色體上。Damas表示，所有哺乳動物基因組的這些構建塊包括對正常胚胎髮育至關重要的基因。
染色體穩定了3億多年
研究人員在哺乳動物祖先中發現了9條完整的染色體或染色體片段，其基因的順序在現代鳥類的染色體中是相同的。
“這一非凡的發現表明，在超3.2億年的漫長進化時間範圍內，染色體上基因的順序和方向具有進化的穩定性，”Lewin說道。
相比之下，這些保守區塊之間的區域包含更多的重複序列，更容易發生斷裂、重排和序列複製，這些都是基因組進化的主要驅動力。
“祖先的基因組重建對於解釋不同基因組的選擇壓力的位置和原因至關重要。這項研究在染色質結構、基因調控和連鎖保存之間建立了明確的關係。這為評估自然選擇在整個哺乳動物生命樹的染色體進化中的作用奠定了基礎。”德克薩斯A&M大學的William Murphy教授說道。據悉，他不是該論文的作者。
研究人員能從共同的祖先開始跟蹤祖先的染色體向前發展。他們發現，染色體重排的速度在哺乳動物品系之間有所不同。如在反芻動物系（導致現代牛、羊和鹿）中，6600萬年前，當小行星撞擊殺死恐龍並導致哺乳動物的興起時，染色體重新排列的速度加快了。
研究人員們表示，這些結果將有助於了解在過去1.8億年裡使哺乳動物在一個不斷變化的星球上繁衍生息的適應性背後的遺傳學。