科學(xué)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(jìn)化到能適應(yīng)極地氣候的地步。
據(jù)本周《自然》雜志的深度報(bào)道,其基因組內(nèi)只包含有9900萬個(gè)堿基對(duì)的核苷酸(核苷酸的組成類似于DNA字母表)。這比其他檢測(cè)到的小昆蟲的基因組要少,比如人虱(大概有十億五百萬對(duì)堿基對(duì))。
然而,科學(xué)家們指出,這種南極蚊子的基因組不僅僅是結(jié)構(gòu)小,在數(shù)量上也不多,大概只有13500個(gè)功能基因。俄亥俄州立大學(xué)的研究員大衛(wèi)對(duì)《世界報(bào)》記者解釋道:“這個(gè)數(shù)字和大多數(shù)昆蟲所有的功能基因數(shù)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里。它們的幼蟲寄居苔蘚尋找食物??茖W(xué)家已經(jīng)證實(shí)這種蚊子生存能力極強(qiáng),能適應(yīng)極度艱苦的生存環(huán)境,比如:能忍受極端低溫,強(qiáng)烈的紫外線輻射,強(qiáng)風(fēng),能忍受體液凍結(jié),忍受高鹽度,甚至可以在沒有氧氣的情況下生活好幾個(gè)月。
這種蚊子被命名為南極比利時(shí),因?yàn)樗窃诒壤麜r(shí)一次著名的南極探險(xiǎn)中發(fā)現(xiàn)的,這次探險(xiǎn)的領(lǐng)頭人為兩位著名的探險(xiǎn)家弗雷德里克庫(kù)克和阿蒙森。
大衛(wèi)說:“在我的實(shí)驗(yàn)室里,我們很有興趣去了解昆蟲怎樣在極為不利的時(shí)間比如冬季(主要是溫帶地區(qū))生存。但是我們認(rèn)為,如果能去南極看看這些蟲子是怎樣能在如此極端的環(huán)境下生存會(huì)更有意思。”
基因組測(cè)序的實(shí)驗(yàn)只需有一個(gè)昆蟲樣本就能完成。大衛(wèi)說:“我們?cè)谀蠘O洲采集昆蟲,在探測(cè)基因組之前先把它帶到了我在俄亥俄州的實(shí)驗(yàn)室。按照常規(guī),我們帶了很多蚊子回來,并且在我們的努力下,這些蚊子在零下4度的環(huán)境下完好無損地生活了好幾個(gè)月。”
研究顯示,這種南極蚊子的基因組尺寸小是因?yàn)樗w內(nèi)不能編碼成蛋白質(zhì)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(zhuǎn)換成蛋白質(zhì)的)。也就是說,它已經(jīng)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(duì)維系身體健康極為有用。大衛(wèi)補(bǔ)充說:“這些所謂的DNA垃圾被證實(shí)對(duì)各項(xiàng)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(gè)問題會(huì)很有意思,但我們現(xiàn)在還不能做出任何猜想。”
這種生物的基因組簡(jiǎn)化可能是進(jìn)化的結(jié)果,是這些蚊子為了適應(yīng)艱苦荒涼的環(huán)境而變成這樣。大衛(wèi)指出,在研究階段很難對(duì)這一現(xiàn)象有確切解釋。他們還需要研究其他的極端微生物,然后進(jìn)行比較,看看這種現(xiàn)象是只出現(xiàn)在這種蚊子身上,還是也會(huì)出現(xiàn)在其他的微生物身上。
目前,世界各地冰川融化日益嚴(yán)重,這些蚊子能否適應(yīng)新的環(huán)境?對(duì)于這一問題,研究人員解釋,現(xiàn)在還不清楚全球變暖會(huì)對(duì)這個(gè)物種產(chǎn)生什么影響,雖然這種蚊子生活的南極半島地區(qū)是氣溫上升最明顯的地區(qū)。
南極蚊子生存能力極強(qiáng) 生理構(gòu)造獨(dú)特