轉(zhuǎn)自：https://mp.weixin.qq.com/s/2wbXxhpPDbjl3TnnV7UtHg
一直以來(lái)大家被大熊貓萌萌噠外表所欺騙，其實(shí)我們的國(guó)寶有著完爆美洲豹的咬合力、高海拔山地奔跑速度超過劉翔平地最高速、輕松爬上20米高的竹子。硬件條件這么好，為啥偏偏以竹子為主食？還帶著遠(yuǎn)房親戚干脆面君（小熊貓）天天一起吃素。今天就從比較基因組學(xué)的角度解析一下原因。
基因組獲取和同源基因篩選
為了實(shí)現(xiàn)后續(xù)一系列的分析目的，需要獲得大熊貓和小熊貓的基因組信息。然而之前小熊貓還沒有公開的基因組，而大熊貓的基因組由于公布比較早，質(zhì)量也不夠理想。
于是作者對(duì)小熊貓基因組進(jìn)行了從頭測(cè)序，組裝大小2.34G，contig N50 98.98kb，scaffold N50 2.98M。將大熊貓基因組數(shù)據(jù)和新測(cè)的82×數(shù)據(jù)一起進(jìn)行重新組裝，組裝結(jié)果得到了大幅提升（contig N50由40Kb提升到126.71Kb，scaffold N50 由1.28Mb 提升到9.9Mb）。
根據(jù)大、小熊貓的基因組信息獲得了14,254個(gè)同源基因，進(jìn)行趨同現(xiàn)象和正向選擇分析后得到70個(gè)適應(yīng)性趨同基因，并在此基礎(chǔ)上對(duì)感興趣的生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行解釋。
看看誰(shuí)最親
使用2,529個(gè)單拷貝直系同源基因?qū)Π▋煞N熊貓?jiān)趦?nèi)的8個(gè)物種構(gòu)建了系統(tǒng)進(jìn)化樹，并推測(cè)了分化時(shí)間。
結(jié)果顯示大熊貓和北極熊同屬熊科，而小熊貓和白鼬同屬小熊貓科。身體素質(zhì)這么好的大熊貓果然有個(gè)不好惹的親戚。
不是不愛吃肉而是沒法吃
結(jié)合化石證據(jù)，400多萬(wàn)年前兩種熊貓的鮮味受體基因TAS1R1演化為假基因，失去功能，也就是說熊貓?jiān)僖哺惺懿坏饺忸惖孽r美，吃起來(lái)味同嚼蠟！在此一天不吃肉就沒勁的小編表示沉重哀悼！
禍不單行
不能吃肉那就吃素吧，可是。。。
三個(gè)和賴氨酸、精氨酸的利用有關(guān)的基因（*PRSS1, PRSS36, *and CPB1）也突變了，這導(dǎo)致大、小熊貓不得不進(jìn)一步放棄植物葉片作為主食，轉(zhuǎn)而食用含賴氨酸和精氨酸較少的竹子。沒想到熊貓寶寶在進(jìn)化史上有如此遭遇，真是見者傷心、聞?wù)呗錅I。
其實(shí)竹子也挺好吃的
為了活下來(lái)，大、小熊貓這對(duì)難兄難弟只能去適應(yīng)這飛來(lái)橫禍。怎么更好的進(jìn)食竹子呢？大、小熊貓進(jìn)化出了適合握持的偽拇指。
在70個(gè)趨同基因中，DYNC2H1 和 PCNT 和肢體發(fā)育有關(guān)，它們的錯(cuò)義突變會(huì)導(dǎo)致人和小鼠的多指趾畸形和異常骨骼發(fā)育表型顯現(xiàn)。作者進(jìn)一步對(duì)DYNC2H1 和 PCNT 基因在54個(gè)其他真核生物中的情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)只有包括大、小熊貓?jiān)趦?nèi)的少數(shù)幾個(gè)物種才有的特定突變型。
此外趨同進(jìn)化的基因中還有4個(gè)和維生素A的吸收有關(guān)（ADH1C, CYP3A5, CYP4F2, and GIF），而維生素A和夜視能力相關(guān)。根據(jù)觀察表明大、小熊貓?jiān)诎滋旌鸵归g的活動(dòng)都很活躍，所以為了從含維生素A低的主食竹子中獲得足夠的維生素A，這些基因的突變或許提高了對(duì)食物中維生素A的吸收能力。
為了生存，連國(guó)寶都這么拼，我們還有什么理由不努力呢？
參考文獻(xiàn)：
Hu Y, Wu Q, Ma S, et al. Comparative genomics reveals convergent evolution between the bamboo-eating giant and red pandas[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2017, 114(5):1081-1086.
