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海洋哺乳類的隱憂
現代學者分析海洋哺乳類的基因組,發現有些基因演化出新的功能,有些基因則故障、停止運作。匹茨堡大學的一個團隊便注意到,有些基因在海洋哺乳類中特別容易故障。
 
 
 

5,000萬年前,一種像狗一樣的哺乳類回到海洋生活,最後演化成鯨豚。大約同時,與大象祖先來自同一大家族的一種哺乳類也回歸海洋,結果演化成海牛。2,000萬年前,一種與熊差不多大的哺乳類回歸海洋,演化成海豹、海獅、海狗、海象等鰭腳物種。

 

這3大類海洋哺乳動物分別演化出適應海洋生活的獨特方式。海牛以海草維生;海豹與親戚在深水處獵食,但是回到岸上交配、養孩子。鯨豚的海洋適應最極端,包括氣孔、鯨鬚、回聲定位。

 

當年達爾文是少數推論海洋哺乳類源自陸生物種的學者,他的證據是解剖學:海豹的鰭肢本是哺乳類的四肢;鯨魚的氣孔是位移到頭頂的鼻孔。

 

現代學者分析海洋哺乳類的基因組,發現有些基因演化出新的功能,有些基因則故障、停止運作。匹茨堡大學的一個團隊便注意到,有些基因在海洋哺乳類中特別容易故障。學者早就知道,海洋哺乳類的嗅覺很弱,匹茨堡團隊找到的基因不少都與嗅覺有關。但是他們發現,海洋哺乳類最容易故障的基因是與嗅覺無關的PON1。

 

PON1製造的蛋白質叫做巴拉松酶,因為它可以分解農藥巴拉松。巴拉松是有機磷分子,這種分子當初是為了製造強力殺蟲劑而開發的,但是它們也可以製造毒氣,例如沙林(sarin)。剔除PON1的小鼠對有機磷的毒性特別敏感。大部分海洋哺乳類的PON1都故障了,只有幾個物種例外,例如儒艮(一種海牛)、海豹。

 

哺乳類的PON1顯然不是為了分解有機磷而演化出來的。有機磷是人造的分子,現生哺乳類的祖先不可能遭遇。十多年前,已有一系列證據顯示 PON1可能是身體脂肪代謝機制中的抗氧化劑。餵食高脂食物的小鼠,要是剔除PON1,動脈硬化的風險較高。血液中巴拉松酶的量不足的人,動脈硬化、心臟病的風險也較高。

 

海洋哺乳類為什麼放棄了這個保護機制呢?學者推測,可能是因為牠們已演化出新的脂肪代謝機制,不過細節還有待研究。

 

匹茨堡大學團隊現在擔心的是,有機磷是使用最廣泛的農藥,要是有機磷在海洋中逐漸累積,對於海洋哺乳類會有什麼影響?特別是生活在人境附近的物種,更容易接觸從農田、農場流出的水。農人施藥之後發生的暴雨,更可能迅速把大量農藥帶到海裡。

 

研究人員正著手收集相關資料,評估環境有機磷為海洋哺乳類帶來的風險。

 

參考資料

  1. Zimmer, C. (2018) Marine mammals lost a gene they now may need. New York Times, page D3, Aug. 14, 2018.

 

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