中科院成都生物所揭秘蛇类演化：1.18亿年的遗传密码

中科院成都生物所揭秘蛇类演化：1.18亿年的遗传密码

引用

中国科学院

等

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来源

1.

https://cib.cas.cn/xwdt/mtgz/202408/t20240807_7249142.html

2.

https://news.cctv.com/2025/01/29/ARTID5aRFtQeDs1jhDNsAs1d250129.shtml

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https://new.qq.com/rain/a/20250127A02UNE00

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https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_30043335

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https://cib.cas.cn/xwdt/kjqy/202408/t20240807_7247526.html

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https://news.bioon.com/article/33f48613235e.html

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https://www.chinanews.com.cn/m/dxw/2025/01-27/10360912.shtml

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https://www.shobserver.com/news/detail?id=624274

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http://www.cib.ac.cn/zzjg/kybm/swdyxbhzx/sldyxbhylycxtd/kycg/202408/t20240816_7273939.html

2023年6月，中国科学院成都生物研究所李家堂团队在国际顶尖学术期刊《细胞》（Cell）发表了一项突破性研究成果，首次揭示了蛇类起源及特殊表型演化的遗传机制。这一发现不仅填补了蛇类演化研究的空白，也为理解脊椎动物演化提供了新的线索。

蛇类是地球上最成功的物种之一，目前已知约有4000种，分布于除南极洲外的所有大陆。它们独特的身体结构和生存方式一直令科学家着迷。然而，蛇类的演化历程却是一个长期困扰科学界的谜题。

李家堂团队的研究首次揭示，蛇类起源于约1.18亿年前的早白垩纪。这一发现是基于对12个科的14种蛇类基因组进行从头组装得出的，这些科代表了约84%的蛇类物种，是迄今为止最全面的蛇类基因组数据集。

研究团队通过大规模多组学技术和基因编辑技术，揭示了蛇类多个特殊表型的遗传基础。其中最引人注目的是蛇类四肢缺失的奥秘。

通过比较基因组学分析，研究人员发现蛇类PTCH1蛋白特异性缺失了三个氨基酸残基，这可能是导致其四肢缺失的关键遗传机制。此外，大量编码和非编码调控元件的快速演化驱动了蛇类身体的延长。

更有趣的是，为了适应身体延长，蛇类的内脏器官呈现出不对称发育模式。例如，大多数蛇类的左肺趋于退化，而右肺则相对发达。研究发现，蛇类丢失了控制器官对称发育的DNAH11和FXJ1B基因，这是导致其左右肺不对称发育的重要原因。

除了基本的身体结构，研究团队还探讨了红外感应蛇类和穴居盲蛇类的特殊表型演化机制。

红外感应蛇类（如蟒蛇、蚺蛇和蝰蛇）能够感知红外光谱，这得益于与热响应相关的PMP22基因和与三叉神经发育相关的NFIB基因的非编码调控元件的趋同演化。

而盲蛇类则通过视觉感受RPGRIP1基因的丢失及几丁质酶CHIA基因的快速演化，适应了穴居生活，并形成了专食蚂蚁及蚂蚁卵的独特食性。

除了基因层面的研究，化石证据也为蛇类演化提供了重要线索。在山东山旺盆地发现的硅藻中新蛇化石，填补了中国蛇类化石研究的空白。这种生活在约1800万年前的蛇类，体长60-70厘米，牙齿细小且排列紧密，没有毒牙，为研究蛇类演化提供了珍贵的实物资料。

这项研究不仅揭示了蛇类特殊表型的遗传机制，更为理解脊椎动物演化提供了新的视角。研究团队未来将聚焦开发玉米蛇为模式动物，开展演化发育生物学研究，并致力于蛇毒等重要遗传资源的挖掘和运用，为抗蛇毒血清及蛇毒衍生药物的研发提供科学支撑。

这一系列发现不仅让我们对蛇类的演化历程有了更深入的了解，也为未来的研究开辟了新的方向。随着技术的进步和更多化石的发现，我们有望进一步解开蛇类演化的神秘面纱。