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科學家發現南極蚊子生存能力極強 生理構造獨特

  • 發佈時間:2014-08-14 17:33:00  來源:中國網  作者:謝美群  責任編輯:羅伯特

  中國網8月14日訊 據西班牙《世界報》網站8月12日報道,美國斯坦福大學以及俄亥俄州大學的一個科學研究團隊在南極洲新發現了一種蚊子。這種蚊子的長度不到12毫米,沒有翅膀,能夠承受極地地區零下50度的極寒氣溫以及極其惡劣的生存環境。這是唯一一種能在極地生存的蚊子。現在它獨特的生理構造引起了科學家們的極大興趣。根據該科學研究團隊的研究報道顯示,這種蚊子的基因組是至今為止他們發現的最小的昆蟲基因組。

  科學家們希望通過研究該昆蟲的基因組來分析這種微生物是如何進化到能適應極地氣候的地步。

  據本週《自然》雜誌的深度報道,其基因組內只包含有9900萬個鹼基對的核苷酸(核苷酸的組成類似于DNA字母表)。這比其他檢測到的小昆蟲的基因組要少,比如人虱(大概有十億五百萬對鹼基對)。

  然而,科學家們指出,這種南極蚊子的基因組不僅僅是結構小,在數量上也不多,大概只有13500個功能基因。俄亥俄州立大學的研究員大衛對《世界報》記者解釋道:“這個數字和大多數昆蟲所有的功能基因數基本持平。”相比之下,人類大約有20000—25000功能基因。

  這種南極蚊子生活在南極半島的苔蘚裏。它們的幼蟲寄居苔蘚尋找食物。科學家已經證實這種蚊子生存能力極強,能適應極度艱苦的生存環境,比如:能忍受極端低溫,強烈的紫外線輻射,強風,能忍受體液凍結,忍受高鹽度,甚至可以在沒有氧氣的情況下生活好幾個月。

  這種蚊子被命名為南極比利時,因為它是在比利時一次著名的南極探險中發現的,這次探險的領頭人為兩位著名的探險家弗雷德里克庫克和阿蒙森。

  大衛説:“在我的實驗室裏,我們很有興趣去了解昆蟲怎樣在極為不利的時間比如冬季(主要是溫帶地區)生存。但是我們認為,如果能去南極看看這些蟲子是怎樣能在如此極端的環境下生存會更有意思。”

  基因組測序的實驗只需有一個昆蟲樣本就能完成。大衛説:“我們在南極洲採集昆蟲,在探測基因組之前先把它帶到了我在俄亥俄州的實驗室。按照常規,我們帶了很多蚊子回來,並且在我們的努力下,這些蚊子在零下4度的環境下完好無損地生活了好幾個月。”

  研究顯示,這種南極蚊子的基因組尺寸小是因為它體內不能編碼成蛋白質的元素很少(這些元素缺乏明顯的生物效用,被稱為DNA垃圾,是不能轉換成蛋白質的)。也就是説,它已經把無用的元素全釋放出來了,只剩下功能基因。

  然而,近年來的一些研究表明,這些所謂的垃圾DNA雖然沒有任何功能,但是對維繫身體健康極為有用。大衛補充説:“這些所謂的DNA垃圾被證實對各項用途極為有用,顯然,這些蚊子還沒有太多的DNA垃圾。研究這個問題會很有意思,但我們現在還不能做出任何猜想。”

  這種生物的基因組簡化可能是進化的結果,是這些蚊子為了適應艱苦荒涼的環境而變成這樣。大衛指出,在研究階段很難對這一現象有確切解釋。他們還需要研究其他的極端微生物,然後進行比較,看看這種現象是只出現在這種蚊子身上,還是也會出現在其他的微生物身上。

  目前,世界各地冰川融化日益嚴重,這些蚊子能否適應新的環境?對於這一問題,研究人員解釋,現在還不清楚全球變暖會對這個物種産生什麼影響,雖然這種蚊子生活的南極半島地區是氣溫上升最明顯的地區。(實習編譯:謝美群)

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