美洲肺鱼：用最大基因组破解极端生存密码

美洲肺鱼：用最大基因组破解极端生存密码

南美洲特有淡水鱼——美洲肺鱼，最近因为一项发表在《自然》杂志上的研究而成为科学界关注的焦点。这项研究揭示了一个令人惊叹的事实：美洲肺鱼拥有目前已知最大的动物基因组，其DNA碱基数高达910亿个，是人类基因组的整整30倍！

美洲肺鱼之所以能在极端环境中生存，其独特的呼吸系统功不可没。与大多数鱼类不同，美洲肺鱼不仅可以通过鳃呼吸，还能利用特化的肺部直接呼吸空气。这种双呼吸系统让它们在水体缺氧或干涸时也能存活。

当水域环境恶化时，美洲肺鱼会钻入泥中，分泌黏液形成保护层，仅靠肺部呼吸就能维持生命。这种生存策略让它们在干旱季节也能安然无恙。

美洲肺鱼的基因组为何如此庞大？研究发现，其基因组中约90%是由转座因子（重复DNA序列）组成的，而这些“自私”序列在人类基因组中的比例约为40%。这些转座因子可以自我复制并插入DNA中，导致基因组不断膨胀。

这种庞大的基因组对肺鱼来说是一把双刃剑。一方面，它可能为肺鱼提供了更多的遗传变异，帮助其适应不断变化的环境。当转座因子进入或接近一个基因时，它们可以改变该基因的活性，在适当的条件下这可能是有益的。另一方面，维持如此庞大的基因组需要消耗大量能量。美洲肺鱼的19条染色体中，除了一条外，其余的每条染色体大小都和整个人类基因组一样大。这无疑是一个巨大的生理负担。

肺鱼被称为“活化石”，是因为它们保留了许多原始特征，与所有脊椎动物的共同祖先极为相似。研究肺鱼的基因组，可以帮助科学家更好地理解脊椎动物的进化历程。

自2018年以来，德国维尔茨堡大学的研究团队一直在破译三大洲肺鱼的基因组。他们发现，美洲肺鱼的基因组是澳大利亚和非洲同类的两倍，这为研究脊椎动物的进化提供了重要线索。

美洲肺鱼的基因组并不是所有生物中最大的。这个头衔最近被授予了太平洋新喀里多尼亚岛上一种拥有1600亿个碱基的蕨。奥地利因斯布鲁克大学进化生物学家Claus Peter Stelzer则希望对石花肺鱼基因组进行测序，和美洲肺鱼一决胜负。

美洲肺鱼的“呼吸黑科技”和惊人基因组，不仅展示了生命的奇妙，也为科学研究提供了宝贵的资料。这种古老的鱼类，或许能为我们揭示更多关于生命演化的奥秘。