包括人類在內(nèi)的哺乳動物為何不是從蛋中孵化出來的,？瑞士科學家的一項最新研究,，找到了令哺乳動物通過胎生和哺乳方式繁殖后代的遺傳變化基礎，并且證實了這些改變是在進化史上逐漸發(fā)生的,。該研究表明，乳蛋白基因出現(xiàn)于所有哺乳動物種類的共同祖先中，而且是在編碼卵蛋白的基因消失之前,。相關論文發(fā)表在《公共科學圖書館 生物學》（PLoS Biology）上。
地球上總共有三種類型的哺乳動物,，分別是最普遍的胎盤動物（人類,、狗、豬,、虎等）,、有袋動物（袋鼠和負鼠等）以及單孔目動物（鴨嘴獸以及某些針鼴鼠）。盡管都是哺乳動物,，但這三類物種的繁殖策略是很不同的,。胎盤動物有很長的孕期，并通過復雜的胎盤結構為胚胎提供營養(yǎng),，哺乳期相對較短,；有袋動物盡管胎盤結構與前者相似，但懷孕期要短得多,，隨之而來的是很長的擴展期——幼仔開始吃組分能夠改變的奶水,，從而滿足其變化著的營養(yǎng)需求；而單孔目動物是遠古卵生哺乳動物中的一目,，它們通過產(chǎn)帶有卵黃的蛋來繁殖后代,。盡管單孔目動物的確要用乳汁來喂養(yǎng)幼仔，但這是通過一小塊皮膚的分泌完成的,，而非典型的乳頭,。
在最新的研究中，瑞士洛桑大學基因組整合研究中心的Henrik Kaessmann等人對這三種哺乳動物的代表物種進行了遺傳學研究,，并將得到的結果與典型的卵生動物——雞進行了對比分析,。結果表明，這三類哺乳動物具有相似的遺傳區(qū)域,。這意味著編碼酪蛋白（乳汁中的一種蛋白質(zhì)）的基因在它們2億至3.1億年前的共同祖先中就已經(jīng)存在,，早于胎盤的進化,。
此外，研究人員還留意了雞體內(nèi)三個編碼卵黃蛋白原（蛋中的一種蛋白質(zhì)）的基因,，結果發(fā)現(xiàn),，在單孔目動物中，僅存一個這樣的功能基因,，而在另外兩種哺乳動物中,，所有的三個都成了“偽基因”——它們的DNA區(qū)域仍與功能基因十分相似，但包含的少許差別能有效地關閉該基因,。
進一步研究表明,，這三個基因向偽基因的轉(zhuǎn)變是先后發(fā)生的，最晚的一個在距現(xiàn)在大約3000萬至7000萬年前喪失了功能性,。
新的研究結論表明,，哺乳動物在停止產(chǎn)卵之前就已經(jīng)可以產(chǎn)奶。實際情況很可能是,，隨著哺乳能力的出現(xiàn),，物種對卵黃和卵生方式作為后代營養(yǎng)來源的依賴性降低，最終,，對胎盤的“認同”讓哺乳動物中的絕大多數(shù)拋棄了卵生方式,。即便是與產(chǎn)卵相關的基因發(fā)生變異，成為偽基因,，也再不會影響到這些動物的健康和適應性,。（科學網(wǎng) 任霄鵬/編譯）
生物谷推薦原始出處：
（PLoS Biology），doi:10.1371/journal.pbio.0060063,，David Brawand, Henrik Kaessmann
Loss of Egg Yolk Genes in Mammals and the Origin of Lactation and Placentation
David Brawand1, Walter Wahli1,2¶*, Henrik Kaessmann1¶*
1 Center for Integrative Genomics, University of Lausanne, Lausanne, Switzerland, 2 National Research Center Frontiers in Genetics, University of Lausanne, Lausanne, Switzerland
Embryonic development in nonmammalian vertebrates depends entirely on nutritional reserves that are predominantly derived from vitellogenin proteins and stored in egg yolk. Mammals have evolved new resources, such as lactation and placentation, to nourish their developing and early offspring. However, the evolutionary timing and molecular events associated with this major phenotypic transition are not known. By means of sensitive comparative genomics analyses and evolutionary simulations, we here show that the three ancestral vitellogenin-encoding genes were progressively lost during mammalian evolution (until around 30–70 million years ago, Mya) in all but the egg-laying monotremes, which have retained a functional vitellogenin gene. Our analyses also provide evidence that the major milk resource genes, caseins, which have similar functional properties as vitellogenins, appeared in the common mammalian ancestor 200–310 Mya. Together, our data are compatible with the hypothesis that the emergence of lactation in the common mammalian ancestor and the development of placentation in eutherian and marsupial mammals allowed for the gradual loss of yolk-dependent nourishment during mammalian evolution.
