我很高，可是我很......

从许多意义上来说，长颈鹿都是一种迷人而神秘的动物。它们拥有独特的解剖学结构和独到的进化适应，是动物进化和生理学的绝佳案例。查尔斯·达尔文和让-巴蒂斯特·拉马克都用长颈鹿的长脖子作为他们各自进化理论的佐证。

长颈鹿特有的长颈同样带来了一系列的生理适应。为了让氧气从2米长的脖子流到大脑，长颈鹿的心脏需要以相对较高的血压不断泵血，其血压可达人类正常血压的约2.5倍。那么长颈鹿如何避免高血压的常见副作用，比如心血管系统损伤或中风？

近日，一项新研究从长颈鹿身上获得了一个高质量的基因组，并调查了哪些基因可能是其独特生物学特征的原因。基因组研究揭示了遗传变化，这些变化使得这些大高个儿能够与高血压“愉快共存”。

在这项研究中，来自中国、丹麦和挪威的研究人员将雄性罗氏长颈鹿（Giraffa Camelopardalis rothschildi）的基因与其他50种哺乳动物的基因进行了比较。这些哺乳动物包括了长颈鹿的近亲、斑马大小的短颈㺢㹢狓（okapi）。有研究表明，这种短颈动物与长颈鹿的共同祖先大约生活在1150万年前。

新研究提供了长颈鹿约97%的DNA的详细数据，确认了长颈鹿体内490个具有独特适应的基因。大多突变发生在与心血管特征、骨骼生长和感觉系统相关的基因中。

团队重点研究了FGFRL1基因。与其他动物相比，该基因在长颈鹿身上发生了许多变化。在人类和小鼠中，这种基因的突变与心血管和骨骼缺陷有关。为了找到更多信息，团队使用了强大的“DNA编辑器”——CRISPR，将长颈鹿的突变引入了小鼠体内。

这些被改造的小鼠并没有长出长脖子，心血管系统似乎也没有产生明显变化。但有趣的是，在喂食诱发高血压的药物后，“长颈鹿型小鼠”与正常小鼠的表现有所不同。前者在药物影响下受到的心血管和器官损伤更少，它们基本保持健康，血压略有上升。它们的骨骼似乎也更致密强健。事实上，这些变化都和长颈鹿独特的生理特征直接相关。

此外，研究还发现了其他一些独特突变。比如，对绝大多数人类来说，起床这个动作在生理上算不上是一件特别费力的事情，但对长颈鹿而言绝非如此。哪怕仅仅是站起来，对它们都是一个漫长而尴尬的过程，更不用说站起来然后再逃离凶猛的捕食者了。因此，长颈鹿比大多数哺乳动物的睡眠时间要短得多。

研究发现，在长颈鹿身上，调节昼夜节律和睡眠的关键基因受到了强选择，这可能使它们的睡眠觉醒周期与其他哺乳动物相比更不连续。

进化的权衡似乎也决定了它们的感官感知，长颈鹿通常非常机警，它们会利用身高优势，借助出色的视力扫视地平线。另一方面，它们却失去了不少嗅觉相关的基因——毕竟在数米高的地方，气味可能已经被稀释了，这种感官就没有那么重要了。

这些发现都为进化的基本模式提供了更多见解。强选择的FGFRL1基因的双重效应反映了一个基因可以影响表型的几个不同方面，也就是所谓的基因多效性。

多效性往往对解释异常巨大的表型变化有关，因为这种变化通常需要一系列性状在相对短的进化时间内发生改变。多效性或许可以提供一种解释方法，来说明进化如何实现许多互相关联的变化，从而形成像长颈鹿这样的极端的动物。

在过去30年间，长颈鹿的种群已经下降了40%。了解更多有关动物基因组的知识，可以有效地制定具有针对性的保护策略。人们越了解它们，就越有能力帮助和保护它们。

在后续的研究中，如果科学家能继续揭开相关基因的作用机制，或许也有望将这些结果转化到医学应用中。

#创作团队：

编译：Neanderthal

文首图设计：雯雯子

#参考来源：

https://www1.bio.ku.dk/nyheder/nyheder/the-trouble-of-being-tall/

https://www.sciencemag.org/news/2021/03/giraffe-genome-holds-keys-its-peculiar-body-and-clues-hypertension-treatments

https://advances.sciencemag.org/content/7/12/eabe9459

#图片来源：

封面及文首：Pixabay