收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

蝙蝠听觉和食性相关基因的分子进化研究

刘洋  
【摘要】:翼手目动物又称蝙蝠,传统的形态学分类将其分为大蝙蝠亚目和小蝙蝠亚目。其中,大蝙蝠亚目的物种具有发达的视觉和嗅觉,并且以水果或花蜜为食。与之不同的是,小蝙蝠亚目的物种视觉较差,但具有发达的回声定位能力。这些小蝙蝠依靠回声定位和听觉来捕食昆虫。然而,新兴的分子系统学研究将蝙蝠重新分为两个新的亚目,即Yinpterochiroptera和Yangochiroptera亚目。Yinpterochiroptera亚目包括了传统意义上的大蝙蝠以及菊头蝠超科中的小蝙蝠,而Yangochiroptera亚目则包括了其他科的小蝙蝠物种。因此,分子系统发育研究表明Yinpterochiroptera和Yangochiroptera亚目中的小蝙蝠在起源上是并系群。基于该系统发育树,若干与翼手目动物进化相关的科学问题随之需要重新审视和研究。 蝙蝠所具有的独特性状特征是其适应环境的基础。除已经提到的回声定位,蝙蝠还具有主动飞翔的能力。蝙蝠翼手和体型的进化为其飞翔提供了基础。主动飞翔和回声定位能力的结合,无疑为蝙蝠有效地捕食昆虫及占据夜空生态位提供了有利的帮助。另外,与蝙蝠感觉器官进化相关的食性进化对其生存也是至关重要的。当然,蝙蝠还具有若干其他的性状来适应环境,例如适应飞翔的能量代谢能力,以及冬眠能力等。关于蝙蝠的生理、生态习性不再逐一列举,本论文所关注的重点是蝙蝠听觉和食性进化的分子基础。 本论文的第一部分是听觉基因在蝙蝠中的分子进化研究。首先,我们研究了分子马达prestin在蝙蝠和鲸中的分子进化。研究结果不仅进一步支持分子马达prestin在回声定位蝙蝠中的趋同进化,还发现在回声定位蝙蝠和回声定位鲸之间也存在分子水平的趋同进化。因此,分子马达prestin对于拥有超声听觉能力的蝙蝠和鲸来说可能具有重要的功能意义。通过对听觉基因KCNQ4的研究,我们确信仍然有更多的基因参与在蝙蝠超声听觉的进化过程中。结果表明,KCNQ4在回声定位蝙蝠中发生的平行氨基酸替代很可能对该蛋白在外毛细胞中的功能,以及对蝙蝠的超声听觉造成潜在的影响。而对于CHRNA10基因的研究表明,该基因并没有在回声定位蝙蝠中发生适应性进化。 本论文的第二部分是食性相关基因在蝙蝠中的分子进化研究。我们对丙氨酸-乙醛酸转氨酶的研究揭示了该酶在旧大陆和新大陆果蝠中独立地发生了细胞器靶定位置的变化,即由线粒体靶定转变为过氧化物酶体靶定。而丙氨酸-乙醛酸转氨酶的这种细胞器靶定位置的变化是植食性动物适应其食物代谢的机制之一。因此,在旧大陆和新大陆果蝠中,丙氨酸-乙醛酸转氨酶也被证明发生了适应性进化,从而帮助这些蝙蝠很好地适应食性的变化。溶菌酶具有裂解细菌的能力,因此在动物体内和免疫相关。但是在若干动物中,如反刍动物和叶猴等,其功能发生了与食性相关的适应性进化。通过对蝙蝠溶菌酶基因的研究,我们发现在以昆虫为食的蝙蝠科物种中,该基因普遍发生了基因复制,且新产生的溶菌酶很可能具有对昆虫外骨骼的消化功能。 总之,本论文初步地研究了若干与蝙蝠听觉和食性进化相关的关键基因。这些基因对于蝙蝠相关性状的进化可能具有重要的意义。当然,以上研究对于了解蝙蝠感官和食性进化的遗传学基础只是冰山一角,但是我希望通过此文增进人们对于蝙蝠分子进化这个研究领域的兴趣,也希望今后有更多的相关研究被报道。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张树义,王立新;人工神经网络在蝙蝠回声定位叫声识别方面的应用[J];动物学杂志;2001年04期
2 丁东;用于监测海豚回声定位脉冲参数的微处理机系统[J];声学技术;1984年02期
3 吴飞健,陈其才;蝙蝠听觉器的“视”功能[J];生物学通报;1997年07期
4 李鹏;陈发军;黄时杰;宗浩;;短嘴金丝燕的回声定位机制与其归巢行为的探究[J];四川动物;2007年01期
5 吴飞健;陈其才;;以耳代目的动物[J];大自然;1997年06期
6 马杰,沈钧贤,赵辉华,张树义;回声定位蝙蝠及其声通讯[J];动物学杂志;2002年06期
7 王谷岩;;蝙蝠的回声定位[J];生物学通报;1984年03期
8 江廷磊;冯江;孙克萍;赵云蛟;张桢珍;;江西省翼手目新记录—绯鼠耳蝠[J];兽类学报;2007年02期
9 朱钤;海豹们用耳来看[J];大自然探索;1988年01期
10 周晓明;回声定位蝙蝠听觉系统的特化[J];生命科学;1997年02期
11 ;新知短信[J];知识就是力量;2005年06期
12 王春华;;动物奥秘与军事发明[J];发明与创新;2007年02期
13 江廷磊;冯江;朱旭;姜云垒;;贵州省发现大足鼠耳蝠分布[J];东北师大学报(自然科学版);2008年03期
14 ;科学发现[J];科学大众(中学版);2008年09期
15 海生;;顺风顺水的蝙蝠进化[J];大科技(科学之谜);2011年06期
16 张树义,冯江,李振新,盛连喜,王立新;三种蝙蝠飞行状态下回声定位信号的比较[J];动物学报;1999年04期
17 张帆;弈琦;;动物的“回声定位”[J];语文世界(小学生之窗);2010年09期
18 ;“蝙蝠”盲童[J];科学与文化;2007年05期
19 陈敏,冯江,李振新,赵辉华,周江,张树义;蝙蝠科六种蝙蝠回声定位声波频率与体型的相关性[J];东北师大学报(自然科学版);2002年04期
20 栾瑞红;吴飞健;Philip H.-S.Jen;孙心德;;GABA能抑制调制大棕蝠下丘神经元对串声刺激的强度敏感性(英文)[J];生理学报;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王和平;耿生群;;超声波盲人导航系统的研究与应用[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
2 陈其才;付子英;王欣;唐佳;;蝙蝠听觉功能结构对回声定位的适应[A];湖北省生理学会2007年度年会暨学术报告会论文集[C];2007年
3 栾瑞红;PHS Jen;孙心德;;GABA调制大棕蝠下丘神经元对不同重复率串刺激反应的强度及频率敏感性[A];中国神经科学学会第六届学术会议暨学会成立十周年庆祝大会论文摘要汇编[C];2005年
4 罗峰;李安安;吴飞健;梁冰;张树义;陈其才;;两种蝙蝠下丘神经元声反应特性的比较[A];第十次中国生物物理学术大会论文摘要集[C];2006年
5 沈钧贤;;动物声通讯及听觉机理研究新进展[A];中国声学学会2006年全国声学学术会议论文集[C];2006年
6 代正坤;武鹏飞;王宇;王福勋;;越南中蹄蝠回声定位信号的分析[A];2009年度全国物理声学会议论文集[C];2009年
7 栾瑞红;吴飞健;PHS Jen;;掩蔽效应对大棕蝠下丘神经元听反应特性的影响[A];中国生理学会第五届比较生理学学术会议论文汇编[C];2004年
8 杨长生;杜金香;马艳;;一种宽带仿生信号的小波变换域分析[A];2007’促进西部发展声学学术交流会论文集[C];2007年
9 罗峰;廖小梅;吴飞健;李安安;张树义;陈其才;;菲菊头蝠下丘神经元的时程调谐特性[A];第十次中国生物物理学术大会论文摘要集[C];2006年
10 詹喜平;陆晓峰;张善庆;;长翼蝠(Miniopterus schrebersi)脑干5-HT免疫反应阳性神经元胞体的分布[A];动物学专辑——上海市动物学会1997年年会论文集[C];1997年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘洋;蝙蝠听觉和食性相关基因的分子进化研究[D];华东师范大学;2012年
2 胡开良;四种蝙蝠色觉的行为学、免疫组织化学和视觉诱发电位研究[D];华东师范大学;2011年
3 崔杰;翼手目维生素C合成系统进化研究[D];华东师范大学;2011年
4 宣富君;蝙蝠紫外视觉、语言基因Foxp2及冬眠抗氧化酶Peroxiredoxins相关的脑区组织学比较研究[D];华东师范大学;2012年
5 江廷磊;蝙蝠回声定位声波地理变化的影响因素及对噪声干扰的反应[D];东北师范大学;2010年
6 田珍灶;蝙蝠寄生革螨的分类研究[D];贵州大学;2009年
7 刘森;三种蝙蝠表观遗传多样性及其影响因素研究[D];东北师范大学;2012年
8 张桢珍;第四纪冰川气候对中国鼠耳蝠属蝙蝠系统进化和菲菊头蝠遗传结构的影响[D];东北师范大学;2011年
9 牛红星;河南省翼手类区系分布与系统学研究[D];河北师范大学;2008年
10 陈正侬;豚鼠听性中脑对声音时程的神经编码及可塑性变化[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周莹莹;蝙蝠苦味受体基因的进化[D];华东师范大学;2010年
2 何灵江;冬眠和非冬眠蝙蝠瘦素蛋白的结构与功能研究[D];华东师范大学;2011年
3 刘颖;蝙蝠科6种蝙蝠回声定位声波特征及其种内差异的比较研究[D];东北师范大学;2003年
4 王延校;云南南部洞栖蝙蝠初步调查[D];河南师范大学;2012年
5 刘伟;太行山南段洞栖蝙蝠研究[D];河南师范大学;2012年
6 何贝贝;蝙蝠科RNASE1基因的分子克隆和适应性进化[D];华东师范大学;2010年
7 曾峰;翼手目六种蝙蝠毛发分类特征的研究[D];湖南师范大学;2012年
8 何淑艳;基于部分线粒体12S rRNA基因探讨贵州翼手目部分类群的分子系统进化关系[D];贵州师范大学;2007年
9 王劼;蝙蝠科10种翼手类的阴茎形态学研究及分类学意义探讨[D];四川大学;2005年
10 朱斌良;海南岛翼手目(Chiroptera)物种多样性初步调查与保护对策研究[D];海南师范大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;蝙蝠可能先会飞,然后才学会回声定位[N];新华每日电讯;2008年
2 通讯员 董盈盈记者 王春;我科学家揭秘回声定位进化机制[N];科技日报;2008年
3 本报实习记者 李荔;刘洋:进化的神奇创造力[N];北京科技报;2010年
4 姜澎;揭开蝙蝠回声定位奥秘[N];文汇报;2008年
5 编译 王金元;鲸为什么要唱歌[N];北京科技报;2005年
6 胡德荣;探索蝙蝠回声有助研究语言障碍[N];健康报;2007年
7 ;蝙蝠能成飞行高手:除了回声还靠触觉[N];新华每日电讯;2005年
8 王有佳;我科学家发现“北京宽耳蝠”[N];人民日报;2007年
9 陈光 记者 王春;我科学家发现蝙蝠视觉进化新机制[N];科技日报;2009年
10 郭明波;来自蝙蝠的启发[N];北京科技报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978