南美肺鱼创下动物界最大基因组纪录
南美肺鱼是一种非凡的生物，从某种意义上说，它是一种活化石。它栖息在巴西、阿根廷、秘鲁、哥伦比亚、委内瑞拉、法属圭亚那和巴拉圭的缓慢流动的水中，是现存与最早的陆地脊椎动物最近的亲属，与可追溯到 4 亿多年前的原始祖先非常相似。
这种淡水物种名为 Lepidosiren paradoxa，它还有另一个特点：它拥有地球上所有动物中最大的基因组(即生物体的所有遗传信息)。科学家现在已经对它的基因组进行了测序，发现它的大小约为人类基因蓝图的 30 倍。
基因组大小的衡量标准是生物体细胞核中碱基对的数量，碱基对是 DNA 的基本单位。如果像拉长一团纱线一样，这种肺鱼每个细胞中的 DNA 长度将延伸近 200 英尺(60 米)。而人类基因组仅延伸 6-1/2 英尺(2 米)。
本周发表在《自然》杂志上的这项研究的作者之一、路易斯安那州立大学进化生物学家伊戈尔·施耐德说：“我们的分析显示，南美肺鱼基因组在过去 1 亿年中大幅增长，每 1000 万年增加的基因组数量相当于一个人类基因组。”
事实上，南美肺鱼的 19 条染色体(携带生物体基因组信息的线状结构)中的 18 条染色体都比整个人类基因组大，施耐德说。
虽然植物的基因组巨大，但有些植物的基因组更大。目前的记录保持者是太平洋法国海外领地新喀里多尼亚的一种叉蕨，名为 Tmesipteris oblanceolata。它的基因组是人类基因组的 50 多倍。
迄今为止，已知最大的动物基因组是另一种肺鱼，即澳大利亚肺鱼 Neoceratodus forsteri。南美肺鱼的基因组比它大两倍多。世界上其他四种肺鱼生活在非洲，它们的基因组也很大。
肺鱼基因组主要由重复元素组成——约占基因组的 90%。研究人员表示，肺鱼基因组中记录的大规模基因组扩张似乎与这些物种中通常抑制此类基因组重复的机制的减少有关。
“动物基因组大小差异很大，但基因组大小变化的意义和原因仍不清楚。我们的研究通过识别控制基因组大小同时保持染色体稳定性的机制，增进了我们对基因组生物学和结构的理解，”施耐德说。
南美肺鱼体长可达 4 英尺(1.25 米)。其他鱼类依靠鳃呼吸，而肺鱼则拥有一对类似肺的器官。它们生活在亚马逊河和巴拉那河-巴拉圭河流域缺氧的沼泽环境中，通过呼吸空气中的氧气来补充水中的氧气。
肺鱼最早出现在泥盆纪。泥盆纪是地球生命史上最重要的时刻之一——拥有肺和肌肉鳍的鱼进化成为第一批四足动物，即现在包括两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物在内的四足陆生脊椎动物。
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