科學家發現：大白鯊的DNA不對勁，它們太奇怪了

大家好，我是魅力科學君，今天我們要聊的話題是：根據一項近日發表在PNAS上的新研究，科學家發現大白鯊的DNA不對勁。下面我們就來看看這具體是怎么回事。

根據介紹，地球海洋中現存大白鯊可以被劃分為三個存在明顯區別的群體，它們分別生活在不同的海域：一個在北太平洋，一個在南太平洋和印度洋，還有一個在北大西洋和地中海，這三個群體，都由1萬多年前的一個共同祖先種群分化而來。

本次研究的目的，就是探尋這三個群體是如何分化的，然而在研究過程中，科學家卻遭遇了一個巨大的謎團——這個謎團就隱藏在大白鯊體內兩種截然不同的DNA之中：一種是核DNA（nuclear DNA），另一種是線粒體DNA（mtDNA）。

簡單來講，核DNA就是存在于細胞核里的DNA，其中包含了生物體絕大多數的遺傳信息，它是來自“父母”雙方的。

線粒體DNA則存在于細胞里的線粒體中（線粒體是細胞的“能量工廠”，負責生產細胞所需的能量），與核DNA不同的是，對于包括大白鯊在內的絕大多數多細胞動物而言，線粒體DNA只由“母親”遺傳給下一代。

在此次研究中，科學家發現，這三個大白鯊群體的核DNA大體上是相同的，這很合理，它們畢竟都源自同一個祖先，而且分化時間不算太長，但令人覺得不對勁的是，它們的線粒體DNA卻存在巨大的差異。

科學家表示，這三個群體是從同一個祖先分化出來的，隨著時間的推移，它們的基因會發生一些隨機的改變，從理論上來講，在此過程中，它們的核DNA和線粒體DNA都應該遵循相似的規律，但實際情況卻并非如此。

這就像一個大家族的成員們分成了三個群體，其“綜合族譜”（核DNA）看起來大體相似，可要是翻開那本只記錄母系血脈的“族譜”（線粒體DNA），卻發現這三個群體差異巨大，其變化軌跡與“綜合族譜”完全對不上號。

這樣的情況，就使得它們顯得太奇怪了。為了對其進行解釋，科學家提出了一個被稱為“雌性歸巢性”（female philopatry）的假設，這個概念指的是雌性動物會回到自己的出生地去繁殖后代。

基于該假設，一個合理的推測就是，如果大白鯊的雌性有這種習性，那么代代相傳下來，在特定區域繁殖的雌性大白鯊，它們的線粒體DNA就會在這個區域富集，如此一來，就可能會導致不同區域的線粒體DNA產生明顯的差異。

為了驗證這種推測，科學家利用全球最大的大白鯊數據集之一，對來自世界各地150條大白鯊的基因進行了測序，然后，這個看似很合理的假設就被否定了。

因為從理論上來講，如果雌性大白鯊真的只在某些特定種群內部繁殖，那么它們的核DNA也應該表現出一些可以追蹤的跡象，但基因測序結果表明，它們的核DNA數據完全沒有顯示出這樣的跡象。

接下來，科學家又提出了一個新的想法，即：如果現存的大白鯊都是極少數雌性大白鯊的后代，那么它們的線粒體DNA就可能會非常集中，導致群體間的差異變大。

于是他們又建立了一個進化模擬模型，來驗證這種想法是否能在從共同祖先分化出來的這三個群體身上成立，但模擬結果表明，這個想法也不成立。

那自然選擇能不能對其進行解釋呢？我們知道，在現代進化論中，自然選擇指的是在生存競爭中，擁有有利性狀的個體更有可能存活下來并繁衍后代，從而將這些有利基因傳遞下去。

但科學家也否定了這種解釋，因為如果自然選擇是造成線粒體DNA差異的原因，那就意味著，這三個不同群體的大白鯊，它們線粒體DNA上的某些基因變異，是能幫助它們更好地生存的。

根據估算，全球的大白鯊數量只有數千條，即使是最高的估算數量也不過2萬條，從理論上來講，在這種小規模的種群中，要讓自然選擇產生顯著效果，相關的基因變異必須帶來極高的生存優勢，但科學家并沒有在它們的線粒體DNA上，發現任何基因變異有如此高的生存優勢。

所以科學家目前給出的結論是：這樣的情況就表明了有某種進化機制影響了大白鯊的線粒體DNA，但現在的我們，卻不知道這種機制到底是什么。就目前的情況來看，相關的研究仍在進行之中，期待在未來的日子里，科學家能夠解開這個謎團。

參考資料：A genomic test of sex-biased dispersal in white sharks，doi.org/10.1073/pnas.2507931122