正文 第22章 動物王國的進化之路(5)(3 / 3)

單孔目動物同時具有卵生和分泌乳汁的特征,這使它們成為進化過程中中間狀態的鮮明寫照。由酪蛋白掀起的變革將在其他哺乳動物身上逐步完成。

“酪蛋白賦予乳汁以養分,使它漸漸替代卵黃所含的關鍵蛋白質卵黃蛋白原(VTG),成為新的營養源泉。”卡斯曼補充道。VTG在幼崽生長發育中所起的作用越來越小,逐漸消失。“我們在有袋目和胎盤類動物身上都能找到VTG基因的片段,甚至人類也不例外,不過它們的功能都已不再……根據這些片段,我們推算出它們失效的大致時期。”

我們知道,基因失活狀態持續的時間越長,它所累積的突變就越多。經過對幾類哺乳動物基因組內累積的突變進行輯錄和對比,卡斯曼的研究組弄清了事件發生的順序。在與VTG合成有關的3種基因中,VTG3在約1.7億年前最先失活,這大致是現代單孔目動物的祖先與其他哺乳動物祖先出現分化的時期。至於VTG3失活究竟是先於還是晚於這一分化,現在尚無法確定。然後是1.4億年前,VTG1失活。最後輪到VTG2,它於5000萬年前在胎盤類動物身上失活,並於此後不久,在有袋目動物身上失活。卵生的鴨嘴獸作為原始下孔亞綱動物的最後孑遺,總算保留了一個仍然發揮作用的VTG雜合基因,但在漫漫的進化曆程中,它同樣失去了上述這幾種基因,由此可見酪蛋白的效力真是非常強大(鴨嘴獸的毛孔裏就在分泌酪蛋白)。

現在一切都順理成章了。有了營養豐富的乳汁,原始哺乳動物的幼崽(單孔目除外)再也不需要盛滿蛋白質的大蛋,它們這一支也就慢慢失去了VTG基因。蛋越變越小,最後僅剩其核心內容———胚胎,從而使另一個養分來源———胎盤變得不可或缺。母體可以通過這個界麵向胚胎供給營養並進行生命物質的交換,如氧氣、二氧化碳、荷爾蒙等。要知道由卵子和精子結合形成的受精卵幾乎不帶任何養分。胎盤的出現標誌著獸亞綱(theria)哺乳動物的興起,它們在1.48億年前又分成有袋目和胎盤類兩大支。有袋目動物的胎盤停滯在原始狀態(小生命出生時幾乎還是胎兒,要到母獸身上生有乳房的育兒袋裏發育長大),而胎盤類動物(又稱真獸亞綱動物,即現今所有其他哺乳動物)的胎盤就比較發達了。

胎盤形成的兩個步驟

人們對胎盤出現這個至關重要的階段了解甚少。我們一直懷疑胎盤是從遠古卵殼內壁上那層供氧薄膜進化而來,僅此而已,並沒有十分確鑿的證據。

茱莉·貝克及其研究團隊進行的遺傳學研究終於為我們帶來了答案。她介紹道:“我們的假設是,通過分析胎盤形成過程中獲得表達的基因,便可破解胎盤進化機製的奧秘。”於是,貝克團隊對爬行動物、鳥類、小鼠和人類妊娠特異基因進行了比較。

出乎意料的是,一個基因便可訴說泌乳的來龍去脈,而胎盤的形成卻要調動上百個基因。不過最大的發現在於,活躍於妊娠前半程的基因,與活躍於妊娠後半程的基因是截然兩類,而這僅從胎盤的外觀上一點也看不出來!

在妊娠的前半程,活躍的都是些與新陳代謝、生長有關的基因,它們被“借調”來參與妊娠活動。這些基因在進化過程中被保護得相當好,因為在爬行類和鳥類身上也存在著類似基因。在妊娠後半程,相反,活躍的則是一些非常多樣的新興基因,這些基因不但是哺乳動物所特有的,而且還是其各大類———如齧齒目、靈長目所特有的。這就解釋了哺乳動物的妊娠活動為何各有千秋。如大象的孕期為22個月,每次隻產一胎,而小鼠的孕期為21天,一窩可產10胎……

所有這些結論還有待進一步證實,但它們意味著胎盤的出現一定非常迅速,很可能與新近提出的距今1億年到9000萬年前胎盤類動物種類大爆炸有關。不管怎樣,這一研究給正在全麵改寫中的物種編年史提供了新的素材。

就讓這些新派考古學家乘著基因時間機器到曆史中去尋找答案吧!