第一份完整的鸭嘴兽基因组图谱刚刚发布，它与你想象中的具有 10 条性染色体、一对有毒刺、一层皮毛的生物一样奇怪。荧光毛皮，以及“出汗”牛奶的皮肤。
鸭嘴兽确实是地球上最奇怪的生物之一。与尖刺针鼹一样，这两种澳大利亚动物都属于高度专业化的哺乳动物群体，被称为单孔类动物，它们既产卵，又用牛奶哺育幼崽。
两者的基因都相对原始且未改变，揭示了几种脊椎动物类别的奇异融合，包括鸟类、爬行动物和哺乳动物。
尽管鸭嘴兽乍一看可能很不同，但正是这些差异揭示了我们与地球其他脊椎动物的相似之处和共同祖先。
科学家认为它的基因组可以告诉我们有关我们自身进化的秘密，以及我们遥远的哺乳动物祖先如何从产卵到分娩的过程。
“完整的基因组为我们提供了鸭嘴兽一些奇异特征是如何出现的答案，”解释哥本哈根大学进化生物学家张国杰。
“与此同时，解码鸭嘴兽的基因组对于提高我们对其他哺乳动物（包括我们人类）如何进化的理解非常重要。”
前几年，对雌性鸭嘴兽的部分基因组进行了测序，但由于没有任何Y染色体序列，很多信息缺失。
研究人员现在利用雄性鸭嘴兽创建了具有高度准确的鸭嘴兽基因组的物理图谱。
如今，现存的哺乳动物分为三类，包括单孔类、有袋类和真兽类（或“胎盘类”）。我们人类属于最后一组。
后两者共同构成一个子类，称为兽类哺乳动物。兽类哺乳动物都会生下活的幼崽，但单孔类动物的差异太大，不能归为一类。
目前还不清楚这三个不同群体何时开始相互分歧。有些人认为单孔目动物首先分裂，随后有袋动物和真兽类动物也分裂了。其他人则认为这三个群体存在分歧大约在同一时间。
鸭嘴兽的基因组现在已经帮助澄清了一些日期。从针鼹和鸭嘴兽谱系收集的数据表明，它们最后的共同祖先生活在 5700 万年前。
与此同时，单孔目动物作为一个整体似乎在大约 1.87 亿年前就从有袋动物和真兽类哺乳动物中分化出来。
即使过了这么久，半水生鸭嘴兽仍然没有明显变化，在澳大利亚丛林中占据了许多有袋动物和哺乳动物根本无法适应的位置。
作者对这种动物的性染色体特别感兴趣，这种染色体似乎独立于其他兽类哺乳动物，所有这些都包含一个简单的 XY 对。
然而，鸭嘴兽是唯一已知具有 10 条性染色体的动物（针鼹有 9 条）。鸭嘴兽有 5X 和 5Y 染色体，排列成一个环，在哺乳动物的进化过程中似乎已经分裂成碎片。
通过将这些染色体信息与人类、负鼠、塔斯马尼亚袋獾、鸡和蜥蜴的基因组进行比较，作者发现鸭嘴兽的性染色体与鸡等鸟类比人类等哺乳动物有更多的共同点。
但是，虽然鸭嘴兽像鸡一样产蛋，但它们却像兽类哺乳动物一样喂养幼崽的乳汁。
因此，单孔类动物基因组包含其他兽类哺乳动物所拥有的大部分乳汁基因，这并不奇怪。
酪蛋白基因有助于编码哺乳动物乳汁中的某些蛋白质，但单孔类动物似乎有额外的酪蛋白，但功能未知。也就是说，它们的牛奶与奶牛甚至哺乳期的人类的牛奶没有什么不同。
因此，鸭嘴兽可能不像其他鸟类和爬行动物那样依赖卵蛋白，因为它可以通过皮肤上的泌乳腺喂养幼崽。
它的基因组支持这一点。虽然鸟类和爬行动物依赖于编码主要卵蛋白的三个基因，但鸭嘴兽似乎在大约 1.3 亿年前就失去了大部分这些基因。今天的鸡拥有全部三种卵蛋白基因，人类没有，而鸭嘴兽只剩下一个功能齐全的副本。
鸭嘴兽是一种奇怪的介于两者之间的动物，它的基因组是通往我们进化历史的桥梁。
“它告诉我们，所有现存哺乳动物物种的产奶能力都是通过来自生活在 1.7 亿多年前的共同祖先的同一组基因发展起来的，以及早期的哺乳动物。在侏罗纪时期，”张说。
完整的基因组还揭示了与牙齿发育相关的四个基因的丢失，这些基因可能在大约 1.2 亿年前就消失了。为了进食，鸭嘴兽现在使用一对角状的盘子来磨碎食物。
它后腿上的有毒刺可能是由该生物的防御素基因来解释的，这些基因与其他哺乳动物的免疫系统有关，并且似乎在其毒液中产生独特的蛋白质。针鼹的完整基因组也被测序，它似乎已经失去了这个关键的毒液基因。
作者说他们的结果代表了“鸭嘴兽和针鼹鼠的一些最迷人的生物学特征”。
他们说：“这两个物种的新基因组将使我们能够进一步了解兽类的创新以及这些非凡的产卵哺乳动物的生物学和进化。”得出结论。
该研究发表于自然。
