长颈鹿为什么长这么高长颈鹿为什么长这么高脑筋急转弯

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长颈鹿是一种令人费解的动物。自身独特的解剖结构和进化适应性(evolutionary adaptations)使长颈鹿在动物进化和生理学方面格外突出。如今，来自哥本哈根大学和中国西北工业大学的国际研究团队从长颈鹿中获得了高质量的基因组(genome)，并探究了哪些基因使长颈鹿具有独特生物学特征(biological features) 。
长颈鹿通常非常警觉，它们会利用其身高优势和出色的视力来扫视地平线。（图片来源：Mogens Trolle）
长颈鹿超凡的身高引发了许多生理共适应(physiological co-adaptations) 。为了可以为高耸的头部提供稳定的血液，长颈鹿的血压是人类和大多数其他哺乳动物的两倍。长颈鹿是如何避免严重心血管损伤或中风等常见的高血压副作用呢？
（图片来源：Pixabay）
研究团队发现了一个基因——FGFRL1 。相较于其他动物，长颈鹿的该基因有很大的变化。通过先进的基因编辑技术，研究团队将长颈鹿特有的FGFRL1突变引入实验室小鼠。有趣的是，与正常小鼠相比，长颈鹿型小鼠在两个重要方面有不同：给予升压药之后，它们的心血管和器官受到的伤害更少，骨骼也更加致密。
“这两种变化都与长颈鹿的独特生理学特征直接相关。虽然它们长得比其他任何哺乳动物都要快，但它们可以很好地面对高血压带来的副作用，并保持紧密而结实的骨骼，以形成长脖子和长腿。”该研究的第一作者之一、来自哥本哈根大学生物系的Rasmus Heller说道。
难以入眠的长颈鹿
起床对（某些）人类而言是一件轻松而优雅的事情，但对于长颈鹿来说绝对不是这么回事。对它们来说，连站立都是漫长而笨拙的过程，更不用说站起来逃离凶残的捕食者。因此，与大多数其他哺乳动物相比，长颈鹿在睡眠上花费更少的时间。
站在其他动物中的长颈鹿（图片来源：Pixabay）
Rasmus Heller解释道：“我们发现，长颈鹿的调节昼夜节律(circadian rhythm)和睡眠的关键基因在进化中是强选择(strong selection)的。这可能使长颈鹿的睡眠觉醒周期(sleep-wake cycle)比其他哺乳动物更零散、碎片化。”
与其他动物的研究结果一致，进化上的权衡似乎也决定了长颈鹿的感官知觉(sensory perception) 。Rasmus继续说道：“长颈鹿通常非常警觉，它们会利用其身高优势和出色的视力来扫视地平线。相对地，它们失去了许多与嗅觉有关的基因，这可能是因为气味在高于地面5米的地方已经被稀释得差不多了。”
进化机制的模型-甚至人类的解药？
这些发现提供了对进化的基本模式的见解。对FGFRL1基因强选择的双重作用与单个基因影响多个表型(phenotype)的现象兼容，这就是所谓的进化基因多效性(evolutionary pleiotropy) 。基因多效性能有效地解释在较短的演化时间(evolutionary time)内表型的一系列特征的变化，因此也可以为进化之谜提供解释，例如长颈鹿是如何演化出如此多的相互依赖的特征。此外，研究结果还认为FGFRL1是人类心血管疾病研究的可能靶点。
“这些结果表明，动物是有趣的模型，不仅促进我们理解进化的基本原理，还可以帮助我们了解哪些基因与疾病有关。但需要注意的是，遗传变异(genetic variant)不一定在不同物种上具有相同的表型效应，而且除了基因的编码区(coding region)变异以外表型也会受许多其他因素影响。”该研究的另一位主要作者、西北工业大学的邱强说。
该研究结果发表在科学期刊

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