众所周知,食虫性蝙蝠在夜间捕食时依赖其敏锐的听觉系统,而非视觉。蝙蝠通过发射和接收高频声波实现回声定位,精准判断猎物位置,使猎物难以逃脱。近期,华东师范大学生命科学专家与英国学者合作,揭示了蝙蝠回声定位背后的分子基础。
研究团队在食虫性蝙蝠的外耳毛细胞中发现了一种新鉴定的基因——Prestin。该基因编码的蛋白质被认为是哺乳动物高频听觉敏感性的关键分子,能够增强外耳毛细胞的机械放大功能,从而提升听觉的频率范围和选择性。
该研究成果发表在最新一期美国《国家科学院院刊》(PNAS)上,文章题为《听觉基因Prestin重新将回声定位蝙蝠聚在一起》,由华东师大张树义教授与英国伦敦大学斯蒂芬·罗西特博士合作完成,第一作者为华东师大李钢。
研究显示,回声定位蝙蝠的Prestin基因在所有哺乳动物中表现出最宽广的听觉频率范围。通过对比具有回声定位能力的食虫蝙蝠与不具备该能力的果蝠,团队发现回声定位蝙蝠的Prestin基因高度保守且受到正向选择,尤其是在恒频蝙蝠(菊头蝠科)中,Prestin基因的进化速度显著加快,表明其高频听觉能力是独立进化的结果。
蝙蝠属于翼手目,拥有约1117个物种,占哺乳类约20%。传统上根据形态和食性将蝙蝠分为旧大陆果蝠和食虫蝙蝠两大类,但2005年《科学》杂志基于分子证据的研究推翻了这一分类,指出旧大陆果蝠与某些恒频回声定位蝙蝠有共同祖先,而与使用斜频回声定位的蝙蝠亲缘关系较远。
此外,张树义教授团队此前还发现与发声相关的Foxp2基因与蝙蝠回声定位密切相关。本研究进一步揭示了听觉相关的Prestin基因在蝙蝠回声定位进化中的核心作用,系统阐明了蝙蝠回声定位的分子进化机制,为理解哺乳动物听觉进化提供了重要线索。
(来源:文汇报)
参考文献:
Gang Li, Shuyi Zhang et al. "Hearing gene Prestin reunites echolocating bats." Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), doi: 10.1073/pnas.0802097105.
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