生命八卦——鸭嘴兽传奇

鸭嘴兽传奇 鸭嘴兽是澳大利亚国宝，悉尼奥运会的三个吉祥物之一。 那么，它到底属于哺乳动物还是鸟类呢？ 1789年，一个英国远洋船长从澳大利亚带回一具奇怪的动物标本，它的嘴像鸟类（鸭子），皮毛像哺乳动物，骨骼像爬行动物。当时的英国动物学家们见到这具奇怪的标本后，第一个反应就是:这是伪造的！有人当场拿出一把剪刀，剪开了"鸭子嘴"，试图找出造假时留下的针脚，却没有找到。 如今这具标本被放在了伦敦的自然历史博物馆里展出，标牌上写着:鸭嘴兽（Platypus）。游客如果仔细看的话，仍然可以看到那个剪刀口。 1831年，年轻的达尔文乘坐"贝格尔号"皇家军舰开始了为期5年的环球航行。1836年1月19日，船在回国途中停靠澳大利亚东岸，达尔文终于在一条小河里见到了活着的鸭嘴兽。后来他在航海日记中详细描写了他在澳大利亚见到的很多奇怪的动物，并发出了这样的慨叹:"肯定有两个造物主参与制造了（澳大利亚和欧亚大陆上的动物）！" 1859年，达尔文出版了《物种起源》一书，提出了著名的"进化论"。但是，在达尔文的时代，类似鸭嘴兽这样的"过渡型"动物是非常罕见的，即使连"过渡型"动物的化石都很少。神创论的信徒抓住这一点，攻击进化论有"缺环"，不可信。为了回答这个问题，达尔文在《物种起源》中专门用两个章节进行了讨论，并提出了一个大胆的预言:将来考古学家一定会发掘出大量的"过渡型"动物化石。 如今，达尔文的预言正被越来越多的考古发现所证实。考古学家们已经发现了从线虫到节肢动物、从棘皮动物到脊椎动物、从鱼到四足动物、从爬行动物到哺乳动物等几乎所有的过渡型动物化石。就在最近，纽约科技学院的科学家甚至发现了一个"中颈鹿"化石，其脖子的长度刚好介于长颈鹿和它们的短脖子祖先之间。这些考古发现从各个方面证明了进化论的正确性。 需要指出的是，神创论信徒创造的"缺环"这个概念并不准确。生命进化并不是从低级"过渡"到高级，像条长链，而是从一个共同祖先进化出一个个"旁支"，更像是一棵树，并不能说哪个枝杈更"高级"。比如，人和猩猩是在700万年前从一个共同的祖先分别进化而来的，无论是人还是猩猩如今都还健在。 所谓的"过渡型"生物代表了进化树"分杈"的那一刻，是研究生物进化过程的重要工具。但是，"过渡型"动物并不是只能在化石中寻找，有些"过渡型"生物还活着呢。比如鸭嘴兽，它本身属于哺乳动物纲中的一个独特的目--单孔目，其成员只有两种:鸭嘴兽和针鼹。两者都产自澳大利亚，因为那块大陆的封闭性，侥幸活到了今天。 它们的存在为DNA研究提供了可能。DNA是研究进化的好材料，分析DNA序列可以判断出生物进化的顺序。比如，在研究了某个常见的基因后发现，动物甲在这个基因上带有A变异，动物乙带有A和B变异，动物丙带有A、B和C变异，动物丁却找不到A、B和C变异。这就说明，乙是从甲进化来的，丙又是从乙进化来的，丁则在进化上和前三种动物相距甚远。 当然，这里需要假定A、B和C变异都属于对基因功能没有影响的所谓"中性"突变。一旦自然选择起了作用，那就不好说了。 几年前，美国华盛顿大学的科学家韦斯利·沃伦（WesleyWarren）领导了一个近百人的研究小组，从一只名为Glennie的澳大利亚雌性鸭嘴兽身上提取DNA进行测序，其结果终于在今年5月7日出版的《自然》杂志上公布。结果表明，鸭嘴兽的基因组共有22亿个核苷酸，其中大约包括1.85万个基因，比人类少30%，但和其他哺乳动物相当。鸭嘴兽基因组和人类等哺乳动物大约有82%的同源性，说明鸭嘴兽更接近哺乳动物，而不是爬行动物。 这项研究有助于搞清哺乳动物的进化轨迹，回答哺乳动物进化的一些基本问题。比如，哺乳动物到底是先进化出了乳腺还是先进化出了胎生呢？众所周知，鸭嘴兽会下蛋，但同时又会哺乳。科学家分析了鸭嘴兽的基因，发现它们已经进化出一批和乳汁分泌有关的基因，这些基因和牛以及人体内的乳汁基因是同源的，这说明鸭嘴兽和哺乳动物共同的祖先已经进化出了哺乳功能，胎生则是后来才进化出来的。 基因分析还发现，鸭嘴兽的性别决定方式十分奇特。它们有5对共计10条性染色体，如果借用哺乳动物的性染色体名称的话，雄鸭嘴兽的基因型就是XYXYXYXYXY，更像鸟类的性别决定模式。这说明，哺乳动物的性别决定方式是后来才进化出来的。 总之，基因分析解决了生物界关于鸭嘴兽进化地位的疑问。曾经有人怀疑鸭嘴兽可能是有袋类（比如袋鼠）的一个变种，但基因分析表明这个说法是错误的。鸭嘴兽确实应该属于哺乳动物，但它从1.66亿年以前就从哺乳动物进化的主干分离出去了，远比有袋类和胎盘类（比如人）共同的祖先要早。 （2008.6.2）