卵生动物鸭嘴兽(鸭嘴兽是杂交的吗)

张佳

自然界有很多奇怪的生物，鸭嘴兽是其中最奇怪的一种。当人们第一次看到这个长着鸭嘴、海狸尾巴和水獭脚的动物标本时，还以为是把鸭嘴缝进海狸皮里锻造出来的新生物。后来，当人们看到活着的鸭嘴兽时，他们相信它真的存在于自然界中。人们把这种看起来像爬行动物、哺乳动物和鸟类的动物归为哺乳动物，但实际上鸭嘴兽大概应该算是以上三种动物的杂交体。类人和类鸟的性染色体

鸭嘴兽不仅外形奇特，随着研究的深入，人们发现了鸭嘴兽更多的奇特之处，比如它的性别决定。

我们知道，包括人类在内的大多数哺乳动物的性别是由X和Y染色体决定的:雌性有两条X染色体，雄性有一条X和一条Y染色体。如果鸭嘴兽确实是哺乳动物，应该符合这个规律，但事实略有不同。

鸭嘴兽有26对染色体，但它的常染色体和性染色体在形态上很相似，所以科学家很难找出性染色体。后来，在高倍显微镜的帮助下，科学家们观察到鸭嘴兽有五对相互独立的染色体。当体细胞分裂为生殖细胞时，五条X染色体和五条Y染色体会分别连成一条线，并重组为两条独立的X染色体和Y染色体，分别进入生殖细胞。两两结合的生殖细胞成为胚胎后，它们会分裂成10条独立的性染色体。鸭嘴兽个体性别的确定方法与其他哺乳动物相似:雌性有10条X染色体，雄性有5条X染色体和5条Y染色体。

如果将5条性染色体视为一条完整的染色体，鸭嘴兽决定性别的方式似乎与哺乳动物非常一致。但奇怪的是，鸭嘴兽性染色体上的基因比哺乳动物的基因更像鸟类。例如，一条X染色体上的DMRT1基因是鸟类Z染色体上最常见的基因，而其他X染色体与大多数哺乳动物的X染色体没有序列相似性，但其中一些与鸟类的性染色体同源。从这个角度来说，鸭嘴兽的性染色体应该叫X和Y还是鸟类的性染色体Z和W？产卵但哺乳

鸭嘴兽的另一个奇怪之处是，它像鸟类和爬行动物一样产卵，靠自己的体温孵化，但它也像哺乳动物一样分泌乳汁喂养幼崽。为什么会表现出如此矛盾的行为？

鸭嘴兽的基因解释了其中的原因:它既有爬行动物和鸟类卵子形成所必需的基因，又有哺乳动物哺乳的基因。在鸡蛋孵化之前，其发育所需的营养物质全部来自鸡蛋，其中蛋黄是鸡蛋的重要组成部分，也是鸡蛋的重要营养来源。对于鸟类和爬行动物来说，与蛋黄形成有关的基因是非常重要的，所以到目前为止，与蛋黄形成有关的三个基因在鸟类中几乎没有变化，而在鸭嘴兽的基因组中只留下了其中的一个，用于维持鸡蛋的形成，这三个基因在不再产卵的哺乳动物中完全消失。

只剩一种卵黄基因不要紧，因为鸭嘴兽幼崽的营养来源主要还是乳汁。在牛、羊、人类等哺乳动物的乳汁中，酪蛋白的含量相对比较高，因此科学家们将这种蛋白的存在作为乳汁的标志之一。科学家发现，酪蛋白在鸭嘴兽的乳汁中尤其丰富，而且在鸭嘴兽的基因组中也找到了与酪蛋白合成有关的基因，由此可见，鸭嘴兽确实已经能泌乳了。不过，鸭嘴兽并不像大部分哺乳动物那样演化出专门的哺乳器官，它的泌乳腺体隐藏在腹部两侧，小鸭嘴兽通过舔食腹部来取食乳汁。

如果只剩下一个卵黄基因也没关系，因为鸭嘴兽幼崽的营养来源主要是乳汁。在牛、羊、人等哺乳动物的乳汁中，酪蛋白的含量相对较高，因此科学家把这种蛋白质的存在作为乳汁的标志之一。科学家发现鸭嘴兽的乳汁中酪蛋白特别丰富，在鸭嘴兽基因组中也发现了与酪蛋白合成相关的基因。可见鸭嘴兽确实能产奶。然而，与大多数哺乳动物不同，鸭嘴兽没有进化出专门的哺乳器官。它的泌乳腺藏在腹部两侧，小鸭嘴兽舔着腹部获取乳汁。

其他奇怪的事情

鸭嘴兽还有很多爬行动物、鸟类和哺乳动物的混合特征。

鸭嘴兽不仅有像鸭子一样的嘴，还像鸟类一样没有牙齿。在研究了鸭嘴兽的基因组后，科学家发现鸭嘴兽在大约1.2亿年前失去了牙齿，当时它失去了负责牙齿发育的四个基因，包括控制牙釉质形成和牙本质生长的基因。这个时间接近鸟类牙齿退化的时间，但虽然也是“无牙”，但鸭嘴兽的鸭嘴与鸟类的喙有很大不同。

鸭嘴兽的鸭嘴很软，可以弯曲。神经遍布其上，更多的是起到传递感情的作用。它不能像牙齿一样咬食物，类似于哺乳动物的嘴唇。为了弥补这一缺陷，鸭嘴兽把沙砾和食物一起吞下，在水中来回吞咽，从而把食物磨碎，吞进肚子里。鸟喙坚硬角质，无感觉功能。不同形状的鸟喙已经进化到适应不同的饮食习惯，可以在吞咽食物前将其打碎或捣碎。

鸭嘴兽还有一个在哺乳动物中很少见但在爬行动物中很常见的特点，就是分泌毒液。雄性鸭嘴兽后脚有一个尖刺，与腺体相连，能分泌毒液。在鸭嘴兽的毒液中，只有三种毒素是独特的，其余都存在于其他生物的毒液中，包括蛇和蜥蜴，它们产生毒素的基因是相同的。但与爬行动物用毒液打翻猎物不同，鸭嘴兽毒液更多用于求偶活动。雄性鸭嘴兽主要在春天产生毒液，而春天恰好是鸭嘴兽的繁殖季节。科学家推测鸭嘴兽在争夺伴侣时会分泌这种毒液，双方会互相刺伤。谁能率先翻盘竞争对手，谁就赢得了激战。这类似于许多哺乳动物的各种求偶竞争。

看来鸭嘴兽确实站在了爬行动物、鸟类和哺乳动物进化道路的交汇点上。增加一分，就变成更完整的哺乳动物，减少一分，就可以回到爬行动物和鸟类的道路上。鸭嘴兽的存在不仅向我们展示了哺乳动物的原貌，也展示了进化的奇迹。