神奇的哺乳动物-鸭嘴兽

据说，1880年，当一个动物标本从澳大利亚送到伦敦时，曾使英国有名的生物学家们大发雷霆。他们断言，这个标本是几种不同的动物拼凑起来的，并扬言要追查是什么人敢如此恶作剧。神奇的哺乳动物——鸭嘴兽科学分类基本介绍体型特点生活习性生殖繁衍生物学意义科学研究科学分类中文学名：鸭嘴兽拉丁学Ornithorhynchus

anatinus别称：鸭獭界：动物界门：脊索动物门亚门：脊椎动物亚门纲：哺乳纲亚纲：原兽亚纲目：单孔目科：鸭嘴兽科属：鸭嘴兽属种：鸭嘴兽分布区域：澳大利亚东部约克角至南澳大利亚之间，塔斯马尼亚岛英文名称：Platypusduckbill，Duckmole鸭嘴兽是最古老而又十分原始的哺乳动物，早在2500万年前就出现了。它本身的构造，提供了哺乳动物由爬行类进化而来的许多证据。鸭嘴兽的细胞中有5对彼此独立的染色体，它们在细胞分裂时会聚合在一起，并且决定了鸭嘴兽个体的性别：带有10个X染色体便是雌性，带有5个X染色体和5个Y染色体的便是雄性。理论上鸭嘴兽可能会拥有25种不同的性别，但是这一现象在实际中并未发生。基本介绍2000年澳大利亚悉尼奥运会吉祥物澳大利亚发行鸭嘴兽金币动画片中人物因追求鸭嘴兽标本和珍贵毛皮，多年滥捕使鸭嘴兽种群严重衰落，曾一度面临绝灭的危险。现在已列为国际保护动物。濒临灭绝的奇特物种

无毛猿是一种奇特的濒临灭绝物种，这种猿类身体上不长毛发，而且是半水栖生活，目前全球范围内它们的数量非常稀少。小山猴生活在南美洲，学名叫“MonitoDelMo”，它是一种有袋目哺乳动物，它从澳大利亚移居至南美洲已很长时间。它的体形很小，成年体仅有5英寸长，小山猴是一种夜间活动食肉性动物，它最不同寻常的就是尾巴，尾巴可以存储脂肪，使其长时间内无须吃食物。针鼹是最原始的哺乳动物之一，生活在澳大利亚各地,寒冷时会冬眠。已经存在了8000万年左右；还是现存仅有的两种单孔目动物之一，另一种是鸭嘴兽。黄眼企鹅是新西兰本土物种，是世界上非常罕见和最奇特的企鹅物种。它们可以潜水抵达400英尺以下的水域，喜欢远离海岸20英里寻找食物，它们更倾向于在森林里筑巢，而不在海岸附近。据悉，黄眼企鹅更倾向于群居生活，这是由于海岸森林采伐将使这种外形奇特的企鹅处于危险境地。儒艮是海牛的近亲，也与大象具有一定的亲缘关系。这种动物最为奇特的特征是长着像鲸一样的裂尾。人们通常将懦艮称为美人鱼，与传说和神话相联系在一起。目前，由于偷猎行径懦艮已是一种濒临灭绝物种，一些偷猎者猎杀它们目的在于懦艮肉、体油和骨骼。指狐猴的外形与蝙蝠有一些相似之处，它是灵长类哺乳动物中唯一使用回声定位能力捕猎的物种，它们生活在带有一个小洞的球形巢穴。它们会用长而苗条的中指敲打树干，从而发现美味的昆虫，然后再用中指抓住昆虫。或许由于它们不同寻常的大眼睛和大耳朵，马达加斯加岛的土著居民认为指狐猴是“恶魔”或者将给人们带来厄运，因此当地迷信的居民对指狐猴进行大肆猎杀。沟齿鼠是生活在古巴和希斯帕那拉岛的一种哺乳动物，它的牙齿可以射出类似响尾蛇毒液一样的液体。沟齿鼠属于一种杂食性动物，它们通常是吃香蕉树落下的叶子，有时也会吃腐烂的动物尸体以及一些昆虫，它是生态系统中至关重要的一支物种。多年以来，科学家都一直以为沟齿鼠已灭绝消失，但2003年科学家发现沟齿鼠仍少数存活着。它们是最濒临灭绝的物种之一。

洞螈可以生存100年，甚至它们可以在长达10年内不吃任何食物。它们主要生活在意大利和克罗地亚的地下水域环境，洞螈皮肤类似于人类。不同于其他两栖动物，它们一生都生活在水环境中，另一种古怪特征其幼体长有腮。洞螈因达尔文而闻名于世。达尔文在他的的著作《物种起源：用进废退》第五章中描述洞穴生物时记载过，他称它们为“远古生命的残骸”。体型特点单孔类哺乳动物长相怪异它的体温很低，而且能够迅速波动。

用毒液自卫的哺乳动物毒汁：在鸭嘴兽的后足上，有一根大约15毫米长的小刺。鸭嘴兽的毒汁就存在那根小刺里。但只有雄性鸭嘴兽才有毒汁。不像蛇的毒汁时刻揣在身上，鸭嘴兽的毒汁，一般只在春冬两季交配和孵育下一代时才会出现。在交配的季节，为了赢得雌性鸭嘴兽的芳心，此时它们才有必要亮出自己的武器，即存储在小刺里的毒汁，借此来打败其他的竞争对手；或者在孵育的季节，为了保护自己的领地不被侵犯，它们就会用毒汁来对付入侵者。危险性：经过长时间的研究，一般认为鸭嘴兽的毒汁不会对人体造成什么生命危险，只是会引起局部疼痛，有时也会产生剧痛。但可怕的是，伴随着疼痛，那毒汁还会产生一种十分难闻的气体，甚至会维持好几个月才会消散。但若对一般的动物而言，比如狗，鸭嘴兽的毒汁可是致命毒剂。科学家曾观察发现毒汁对于同类也有作用。科学价值：科学家发现，鸭嘴兽的毒汁其实来源十分简单。它们没有专门产生毒汁的毒腺，仅仅是体内产生的某种有毒蛋白质，存储在后足的小刺里。科学家还研究发现，这种毒汁所含的蛋白质对癌症患者有帮助，能够减缓他们的病情。随着科学家对鸭嘴兽毒汁不断的研究，说不定在未来，这种毒汁的蛋白质会成为治疗癌症患者的良药。生活习性鸭嘴兽是夜行性生物，它们惯于白天睡觉，夜晚活动。鸭嘴兽分布在澳大利亚南部及塔斯马尼亚岛，是水陆两栖动物，平时喜穴居水畔，常把窝建造在沼泽或河流的岸边，洞口开在水下，包括山涧、死水或污浊的河流，湖泊和池塘。它在岸上挖洞作为隐蔽所，洞穴与毗连的水域相通。鸭嘴兽的皮毛有油脂，能保持它身体在较冷的水中仍保持温暖。在水中游泳时它是闭着眼的，靠电信号及其触觉敏感的鸭嘴寻找在河床底的食物。它以贝类、蠕虫及甲壳类小动物以及昆虫幼虫和其他多种动物性食物和一些植物为食，其食量很大，每天所消耗食物与自身体重相等。生殖繁衍鸭嘴兽母体虽然也分泌乳汁哺育幼仔成长，但却不是胎生而是卵生。母鸭嘴兽一次生两个蛋，白色半透明，壳上带有一层胶质。母鸭嘴兽将蛋放在尾部及腹部之间，然后蜷缩着身体包围着蛋。两星期后，小兽脱壳而出，但眼睛看不见，身上没有毛，不能觅食，全靠妈妈喂奶。母体没有乳房和乳头，在腹部两侧分泌乳汁，幼仔就伏在母兽腹部上舔食。生物学意义英国牛津大学教授克里斯·庞廷说：“鸭嘴兽的基因组极其重要，因为它代表着我们对哺乳动物进化理解的缺失环节，可以帮助我们更好理解这一点。”美国华盛顿大学研究人员理查德·威尔逊说：“通过比较鸭嘴兽和其他哺乳类动物的基因组，我们可以研究进化进程中保存下来的基因。”科学研究2008年5月8日，基因组测序完成包含部分鸟类基因，部分爬行动物类基因以及部分哺乳动物类基因。发现新的免疫球蛋白类型heJournalofImmunology,2009,183,3858-3864ExpressionofIgM,IgD,andIgYinaReptile,Anoliscarolinensis1ZhiguoWei2,*,QianWu2,*,LimingRen*,Xiaoxiang

Hu*,YingGuo*,GregoryW.Warr3,,Lennart

Hammarstr?m,NingLi4,*andYaofengZhao4,**StateKeyLaboratoryofAgrobiotechnology,CollegeofBiologicalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing,PeoplesRepublicofChina;

MedicalUniversityofSouthCarolina,MarineBiomedicineandEnvironmentalSciencesCenter,Charleston,SC29425;and

DivisionofClinicalImmunology,DepartmentofLaboratoryMedicine,KarolinskaUniversityHospitalHuddinge,Stockholm,SwedenThereptilesarethelastmajorgroupofjawedvertebratesinwhichtheorganizationoftheIGHlocusanditsencodedIgHchainisotypeshavenotbeenwellcharacterized.Inthisstudy,weshowthatthegreenanolelizard(Anolis

carolinensis)expressesthreeIgHchainisotypes(IgM,IgD,andIgY)butnoIgA.Thepresenceofthe

geneinthelizarddemonstratesanevolutionarycontinuityofIgDfromfishestomammals.Althoughthegermline

genecontains11CHexons,onlythefirst4areusedintheexpressedIgDmembrane-boundform.TheμchainlacksthecysteineinCH1thatformsadisulfidebondbetweenHandLchains,suggestingthat(asinIgMofsomeamphibians)theHandLpolypeptidechainsarenotcovalentlyassociated.AlthoughconventionalIgMtranscripts(fourCHdomains)encodingbothsecretedandmembrane-boundformsweredetected,alternativelysplicedtranscriptsencodingashortmembrane-boundformwerealsoobservedandshowntolackthefirsttwoCHdomains(VDJ-CH3-CH4-transmembraneregion).SimilartoduckIgY,lizardIgYHchain()transcriptsencodingbothfull-lengthandtruncated(IgYFc)forms(withtwoCHdomains)wereobserved.TheabsenceofanIgA-encodinggeneinthelizardIGHlocussuggestsacomplexevolutionaryhistoryforIgAinthesaurianlineageleadingtomodernbirds,lizards,andtheirrelatives.1ThisworkwassupportedbyNationalScienceFundforDistinguishedYoungScholarsGrant30725029,ProgramforNewCenturyExcellentTalentsinUniversityofChina,NationalKeyBasicResearchProgramGrant2006CB102100,andNationalNaturalScienceFoundationofChinaGrant30671497.

ThismaterialisbasedinpartonworksupportedbytheNationalScienceFoundation.Anyopinion,finding,andconclusionsorrecommendationsexpressedinthismaterialarethoseoftheauthoranddonotnecessarilyreflecttheviewsoftheNationalScienceFoundation.

2Z.W.andQ.W.contributedequallytothiswork.

3Currentaddress:DivisionofMolecularandCellularBiosciences,NationalScienceFoundation,4201WilsonBoulevard,Arlington,VA22230.

4AddresscorrespondenceandreprintrequeststoDr.YaofengZhao,StateKeyLaboratoryofAgrobiotechnology,CollegeofBiologicalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100193,PeoplesRepublicofChina.

orDr.NingLi,StateKeyLaboratoryofAgrobiotechnology,CollegeofBiologicalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100193,PeoplesRepublicofChina.

5Abbreviationsusedinthispaper:IGH,IgHchaingene;IGL,IgLchaingene;BLAST,basiclocalalignmentsearchtool;NCBI,NationalCenterforBiotechnologyInformation;IgSF,Ig

superfamily;TM,transmembraneregion;sIg,secretory

Ig.

6Theonlineversionofthisarticlecontainssupplementalmaterial.TheJournalofImmunology,2009,183,3285-3293Ornithorhynchus

anatinus(Platypus)LinkstheEvolutionofImmunoglobulinGenesinEutherianMammalsandNonmammalianTetrapods1,2YaofengZhao3,4,*,HuitingCui3,*,CamillaM.Whittington,ZhiguoWei*,XiaofengZhang,ZidingZhang,LiYu?,LimingRen*,Xiaoxiang

Hu*,YapingZhang?,LarsHellman||,KatherineBelov,NingLi4,*andLennartHammarstr?m4,#*StateKeyLaboratoryofAgrobiotechnology,CollegeofBiologicalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing,People’sRepublicofChina;

FacultyofVeterinaryScience,UniversityofSydney,Sydney,Australia;

CentreforStructuralBiochemistry,Karolinska

InstitutetatNovum,Huddinge,Sweden;

BioinformaticsCenter,CollegeofBiologicalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing,People’sRepublicofChina;?LaboratoryforConservationandUtilizationofBio-resources,YunnanUniversity,Kunming,China;||DepartmentofCellandMolecularBiology,BiomedicalCenter,Uppsala,Sweden;and#DivisionofClinicalImmunology,DepartmentofLaboratoryMedicine,Karolinska

InstitutetatKarolinskaUniversityHospitalHuddinge,Stockholm,SwedenTheevolutionaryoriginsofmammalianimmunoglobulinHchainisotypes(IgM,IgD,IgG,IgE,andIgA)arestillincompletelyunderstoodastheseisotypesdifferconsiderablyinstructureandnumberfromtheircounterpartsinnonmammalian

tetrapods.Wereportinthisstudythattheplatypus(Ornithorhynchus

anatinus)IgHchainconstantregiongenelocuscontainseightIgencodinggenes,whicharearrangedinanμ--o-2-1-1--2order,spanningatotalof200kbDNA,encodingsixdistinctisotypes.Theo(oforOrnithorhynchus)geneencodesanovelIgHchainisotypethatconsistsoffourconstantregiondomainsandahinge,andisstructurallydifferentfromanyofthefiveknownmammalianIgclasses.Thisgeneisphylogeneticallyrelatedto

()and,andthusappearstobeastructuralintermediatebetweenthesetwogenes.Theplatypus

geneencodestenheavychainconstantregiondomains,lacksahingeregionandissimilartoIgDinamphibiansandfish,butstrikinglydifferentfromthatineutherianmammals.TheplatypusIgHchainisotyperepertoirethusshowsauniquecombinationofgenesthatsharesimilaritybothtothoseofnonmammalian

tetrapodsandeutheriananimalsanddemonstrateshowphylogeneticallyinformativespeciescanbeusedtoreconstructtheevolutionaryhistoryoffunctionallyimportantgenes.

J.Immunology：鸭嘴兽中发现新免疫球蛋白类型

澳大利亚、瑞典科学家以及云南大学张亚平院士研究组、中国农业大学生物学院张子丁教授合作研究发现在一种原始哺乳动物鸭嘴兽中发现了一种新的免疫球蛋白类型并命名为IgO(theJournalofImmunology,2009,183(5):3285-93)。IgO是近几十年来在哺乳动物中发现的除IgM,IgD,IgG,IgA和IgE外的唯一新类型，它包括四个固定区结构域和一个铰链区结构，在结构表现为低等动物IgY与哺乳动物IgG的中间体形式而且与两者均具有基因序列同源性，明确证明了哺乳动物IgG来源于低等动物的IgY。同时他们发现鸭嘴兽IgD（包含10个固定区结构域,无铰链区）与高等哺乳动物IgD结构（2到3个固定区结构域和一段铰链区）上具有显著差异，但与鱼类、两栖类和爬行类IgD结构上相同。这些结果表明作为最原始的哺乳动物，鸭嘴兽免疫球蛋白基因同时混合了高等哺乳动物与低等脊椎动物的特征。所谓单孔类动物，是指处于爬虫类动物与哺乳类动物中间的一种动物。它虽比爬虫类动物进步，但尚未进化到哺乳类动物。两者相同之处在于都用肺呼吸，身上长毛，且是热血；而单孔类动物又以产卵方式繁殖，因此保留了爬虫类动物的重要特性。鸭嘴兽长约40厘米，全身裹着柔软褐色的浓密短毛，脑颅与针鼹相比，较小，大脑呈半球状，光滑无回。四肢很短，五趾具钩爪，趾间有薄膜似的蹼，酷似鸭足，在行走或挖掘时，蹼反方向褶于掌部。身上长毛，喙部扁平，形似鸭嘴，嘴内有宽的角质牙龈，但没有牙齿，尾大而扁平，占体长的1/4，在水里游泳时起着舵的作用。Nature

453,175-183(8May2008)|

doi:10.1038/nature06936GenomeanalysisoftheplatypusrevealsuniquesignaturesofevolutionAlistofauthorsandtheiraffiliationsappearsattheendofthepaperGenomeSequencingCenter,WashingtonUniversitySchoolofMedicine,CampusBox8501,4444ForestParkAvenue,StLouis,Missouri63108,USA.AustralianNationalUniversity,Canberra,AustralianCapitalTerritory0200,Australia.EMBL-EBI,WellcomeTrustGenomeCampus,Hinxton,CambridgeCB101SD,UK.MRCFunctionalGeneticsUnit,UniversityofOxford,DepartmentofHumanPhysiology,AnatomyandGenetics,SouthParksRoad,OxfordOX13QX,UK.DisciplineofGenetics,SchoolofMolecular&BiomedicalScience,TheUniversityofAdelaide,5005SouthAustralia,Australia.FacultyofVeterinaryScience,TheUniversityofSydney,Sydney,NewSouthWales2006,Australia.CenterforComparativeGenomicsandBioinformatics,ThePennsylvaniaStateUniversity,UniversityPark,Pennsylvania16802,USA.WellcomeTrustSangerInstitute,WellcomeTrustGenomeCampus,Hinxton,CambridgeCB101SA,UK.CambridgeUniversity,DepartmentofVeterinaryMedicine,MadingleyRoad,CambridgeCB30ES,UK.Instituto

UniversitariodeOncologia,DepartamentodeBioquimicayBiologiaMolecular,UniversidaddeOviedo,33006-Oviedo,Spain.DepartmentofGenomeSciences,HowardHughesMedicalInstitute,UniversityofWashington,Seattle,Washington98195,USA.TheWalterandElizaHallInstituteofMedicalResearch,Parkville,Victoria3050,Australia.CrownHumanGenomeCenter,DepartmentofMolecularGenetics,WeizmannInstituteofScience,Rehovot76100,Israel.JohnCurtinSchoolofMedicalResearch,TheAustralianNationalUniversity,Canberra,AustralianCapitalTerritory0200,Australia.InstituteforSystemsBiology,1441North34thStreet,Seattle,Washington98103-8904,USA.DepartmentofZoology,TheUniversityofMelbourne,Victoria3010,Australia.MonashInstituteofMedicalResearch,27–31WrightStreet,Clayton,Victoria3168,Australia.DepartmentofBiologicalSciences,CenterforBio-ModularMulti-ScaleSystems,LouisianaStateUniversity,202LifeSciencesBuilding,BatonRouge,Louisiana70803,USA.SchoolofBiologicalSciences,UniversityofCanterbury,PrivateBag4800,Christchurch8140,NewZealand.InstituteofExperimentalPathology,UniversityofMuenster,Von-Esmarch-Strasse56,D-48149Muenster,Germany.ColdSpringHarborLaboratory,HowardHughesMedicalInstitute,ColdSpringHarbor,NewYork11724,USA.VictorianBioinformaticsConsortium,MonashUniversity,Clayton,Victoria3080,Australia.CRCforInnovativeDairyProducts,DepartmentofZoology,UniversityofMelbourne,Victoria3010,Australia.DepartmentofBiology,WestVirginiaUniversity,Morgantown,WestVirginia26505,USA.MPIMolecularGenetics,D-14195Berlin-Dahlem,Ihnestrasse73,Germany.SperlingFoundation,Eugene,Oregon97405,USA.CourantInstitute,NewYorkUniversity,NewYork,NewYork10012,USA.DisciplineofBiologicalSciences,SchoolofEnvironmentalandLifeSciences,UniversityofNewcastle,NewSouthWales2308