
長頸鹿最引人注目的特征便是那長長的脖子。至少8000年以前,長頸鹿就擁有了現(xiàn)在這樣長長的脖子,那個時候的人類還住在洞穴里呢。
19世紀(jì),達(dá)爾文(Charles Darwin)就曾對于長頸鹿的脖子如何變長的問題大惑不解。為了適應(yīng)長脖子的體形,長頸鹿的心臟、骨骼、肌肉等都必須做出相應(yīng)的調(diào)整。舉個例子,長頸鹿舉起脖子的時候,頭部和心臟的距離可達(dá)兩米多,為了給大腦提供充足的血液,長頸鹿的心臟得把血液泵到兩米多高的位置。為了完成這一艱巨的任務(wù),長頸鹿進化出了巨大的左心房,其血壓達(dá)到其他哺乳動物的兩倍多。
為了找出引起長頸鹿脖子變長的遺傳變異,美國的一組科學(xué)家將長頸鹿和霍加狓(長頸鹿的近親)的基因序列與40多種其他的哺乳動物(包括牛、山羊、綿羊、駱駝和人等)的基因序列進行比較。
大約1100萬到1200萬年前,長頸鹿和霍加狓從共同的祖先開始分離,逐漸形成兩種不同的物種。雖然長頸鹿和霍加狓有著很近的親緣關(guān)系,但二者的長相卻非常不一樣。霍加狓看起來更像斑馬,而不是長頸鹿。更為重要的是,霍加狓沒有長頸鹿那樣長的脖子。
正由于以上的原因,將長頸鹿和霍加狓與其他的哺乳動物進行基因?qū)Ρ?,科學(xué)家可以發(fā)現(xiàn)長頸鹿和霍加狓擁有的獨特基因;然后將長頸鹿和霍加狓進行基因?qū)Ρ?,科學(xué)家就可以在它們共同擁有的獨特基因中找出長頸鹿擁有的獨特基因。而這些基因很可能就與長頸鹿的長脖子密切相關(guān)。
基于以上方法,科學(xué)家最終找到了70個基因,其中一大半基因與長頸鹿的骨骼肌系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育相關(guān)。
有意思的是,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有一些基因同時參與調(diào)控心血管和骨骼肌的生長發(fā)育,說明在長頸鹿脖子變長的進化過程中,長頸鹿的心血管系統(tǒng)和骨骼肌系統(tǒng)幾乎是同時開始協(xié)調(diào)改變的。
隨著長頸鹿脖子的延長,長頸鹿的食譜也變得跟其他哺乳動物不一樣,它們可以吃到更高處的樹葉、種子和果實??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),長頸鹿擁有的很多參與物質(zhì)代謝的基因與其他哺乳動物相比也有較大的改變。金合歡的樹葉對于長頸鹿而言是美味佳肴,對于其他哺乳動物而言則是穿腸毒藥,因為長頸鹿的代謝系統(tǒng)可以完美地解除金合歡的樹葉中的毒素。

因此,長頸鹿的脖子變長絕非僅僅把脖子延長就可以了。與之相伴的是長頸鹿各個組織器官的協(xié)調(diào)和改變。
最近15年,因為棲息地的大面積破壞,長頸鹿的種群數(shù)量已經(jīng)減少了40%左右。如果不采取有效的保護措施,地球上這一獨特的物種將很快從人們的視線里消失。
主要參考文獻(xiàn)
Agaba, M., Ishengoma, E., Miller, W.C.,McGrath, B.C., Hudson, C.N., Bedoya Reina, O.C., Ratan, A., Burhans, R., Chikhi,R., Medvedev, P., et al. (2016). Giraffe genome sequence reveals clues to itsunique morphology and physiology. Nature communications 7, 11519.