2010年 第35期
首页 » 往期回顾
○ 探索
>> 本期文章
 
刘洋：进化的神奇创造力
实习记者 李荔
2010-03-01 11:17
 
大部分蝙蝠在空中利用超声波可以“导航”，也可以迅速准确地捕捉到猎物。另外，生活在海洋中的海豚也能利用发射超声波进行回声定位。这两种动物的“导航”系统相似得如同双胞胎。为什么这两种亲缘关系很远的动物会出现相同的超声波“导航”系统呢？
    1月26日，美国《当代生物学》杂志上发表的由华东师范大学张树义教授领衔、中英研究人员共同参与研究的相关论文揭示了这一现象。最近，美国《科学》杂志发表评述称，此次新发现是一项重要的科研成果，而该论文的第一作者就是华东师范大学的博士研究生刘洋。
《北京科技报》：蝙蝠和海豚为什么会有比较相同的“导航”能力？
刘洋：这是因为它们在进化过程中出现了趋同进化，趋同进化是不同生物类群独立进化时出现相似性状的现象。    
    在所有哺乳动物的内耳毛细胞上，有一个被命名为prestin的神奇基因，该基因对哺乳动物的听觉敏感性和频率选择都具有重要作用。蝙蝠和海豚虽然亲缘关系很远，但是在漫长的进化过程中自然选择的原因，它们这个神奇基因的序列出现了相同方向的演变，从而导致它们出现了能够发出高于20千赫兹的超声波，因此就出现了比较相同的“导航”能力。
《北京科技报》：海豚与蝙蝠都能够进行回声定位，它们的回声定位系统有什么不同？
刘洋：由于生活环境的差异，蝙蝠和海豚的回声定位系统具有很大不同。我们研究发现蝙蝠依然具有常规哺乳动物的耳结构，而海豚的耳结构则因为适应水中生活发生了很大改变。比如，它们的外耳退化，所以靠下颌接收回声然后传入内耳，不过在内耳的结构上海豚依然基本保留了常规哺乳动物一样的结构。
《北京科技报》：目前自然界中，除了海豚和蝙蝠以外，还有哪些动物也具有回声定位能力？
刘洋：一些鳍脚类和啮齿类动物也可以进行回声定位。
《北京科技报》：人类为什么没有回声定位的能力？
刘洋：这与人类生活在陆地上，而且主要在白天活动有关。另外，人类可以利用视觉很好地感知周围环境，因此在自然选择中没有产生像蝙蝠和海豚那样能够回声定位的能力。
《北京科技报》：和海豚同在鲸类的大型齿鲸比如抹香鲸也能够回声定位，为何不像海豚那样出现和蝙蝠一样的“导航”系统？
刘洋：抹香鲸等大型齿鲸虽然有回声定位能力，但是它们所发出声波的频率通常要低于20千赫兹，而这种频率的声波人耳也能听见，并不属于超声波，因此它们无法形成蝙蝠和海豚那样能够利用超声波“导航”的能力。
    我们在本次研究中也得出结论，能发出20千赫兹以上的超声波是亲缘较远的蝙蝠和海豚之间产生prestin基因序列趋同进化的主要原因。   
《北京科技报》：你们的研究成果在生物进化方面可以得到什么启示？
刘洋： 从理论上讲，我们的研究实验给蝙蝠和海豚这两种表面上看起来极不相似、并且亲缘关系很远的兽类物种架起了联系的纽带，在基因研究领域也为自然选择条件下生物的趋同进化理论增添了一个很有说服力的实例。
 
>> 本期文章

主管：北京市科学技术协会　主办：北京青年报社
出版：北京科技报社　邮发代号：1-17　国内统一刊号：CN11-0144
社址：北京市朝阳区白家庄东里23号院A栋3层　邮编：100026
咨询电话：65901253　　　编辑部：65901070　　　广告部：65901395　　　发行部：65901158
小红帽发行热线：67756666　活动参与邮箱：tsjlb@ynet.com
版权所有 © 北京科技报 | 京ICP备06038066号派孚科技提供技术支持