长颈鹿是一种神秘的动物，它有着独特的解剖结构与一系列进化适应，是动物进化和生理学的“悬案”。如今，丹麦哥本哈根大学和中国西北工业大学的国际研究团队获取了长颈鹿的基因组数据，并找出了与其独特生物学特征有关的基因。
长颈鹿通常比较警觉，它们会利用身高优势，以敏锐的视力环顾四周。
长颈鹿独特的形体导致了一系列生理上的共适应。比如，长颈鹿的血压是人类及多数哺乳动物的两倍，这种高血压保障了其头部的稳定血液供应。那么，长颈鹿又是如何避免高血压带来的副作用呢（如：心血管系统严重受损或中风）？
研究小组发现了一种被称为FGFRL1的特殊基因。与其它动物相比，这种基因在长颈鹿身上发生了很多变化。利用复杂的基因编辑技术，他们将长颈鹿特有的FGFRL1突变植入实验室小鼠。
有趣的是，“长颈鹿型”小鼠与正常小鼠在两大重要方面出现了差异。一方面，在摄入升高血压的药物后，前者的心血管和器官损伤更少了；另一方面，它们的骨骼也变得更加致密。
论文的通讯作者之一、哥本哈根生物学系的Rasmus Heller说：“这两种变化都与长颈鹿独特的生理特征直接相关。正因如此，长颈鹿才能无所顾忌地以高于其它哺乳动物的速度生长，形成了细长的脖子和腿。”
此外，对长颈鹿而言，光是起身已经十分困难，更不用说站起来并从凶猛的捕食者手中逃脱了。因此，长颈鹿的睡眠时间比其它大多数哺乳动物都要少。
Rasmus Heller解释：“我们发现长颈鹿体内调节昼夜节律和睡眠的关键基因经历了重重选择，这可能使长颈鹿的睡眠-觉醒周期更易受干扰。与对其它动物的研究一致，进化权衡似乎也决定了它们的感官认知。长颈鹿通常非常警觉，它们会利用身高优势，以敏锐的视力环顾四周。然而，它们也失去了许多与嗅觉相关的基因，这可能与地面气味在5 m的高处已被彻底稀释有关。”
这些发现深化了人们对进化基本模式的理解。FGFRL1基因的双重作用与“同一基因可以影响表型的不同方面”（即进化多效性）这一现象相符，而多效性可用于解释进化如何塑造像长颈鹿这样极端的动物。
此外，研究结果甚至将FGFRL1确定为人类心血管疾病研究的潜在目标之一。
西北工业大学的Qiang Qiu说：“这些结果表明，动物是有趣的研究模型，它们不仅可用于理解进化的基本原理，还有助于理解哪些基因影响着我们感兴趣的表型，比如与疾病相关的表型。然而，值得指出的是，遗传变异在不同物种中不一定具有相同的表型效应，除了编码区变异之外，表型还受到许多其它因素的影响。”
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编译：灯丝
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《科学进展》
期刊编号：2375-2548
原文链接：
https://phys.org/news/2021-03-tall-giraffes-genes.html
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