11月15日。今天的物種是灰狼的馴化種,確切地說是威爾士柯基犬——因為昨天是果殼誕生日,“果殼,柯(科)基(技)有意思”(諧音梗自重)。
柯基,女王的寵犬,以小短腿和圓屁屁傾倒眾生。雖然小,但具有放牧技能,遇到個別不聽話的牛,會像兵長一樣(大誤)竄起來咬腳后跟。柯基(corgi)一詞源自威爾士語,意為“矮狗”。狗為什么這么矮呢?要了解柯基背后的黑科技,我們得從狗的生長歷程說起。
所以,小短腿來了!圖片:Pixabay
狗腿為什么這么短?
柯基“小短腿”的現象,稱為部分矮化(disproportional dwarfism),是軟骨發育異常(chondrodysplasia)導致的。四肢骨骼的生長點提前鈣化,使腿骨很早就停止了生長,形成短而彎的腿。2009年,國家人類基因組研究所(National Human Genome Research Institute)的奧斯特蘭德(Elaine Ostrander)、帕克(Heidi Parker)等人,為了搞清楚“小短腿”的起源,分析了76個品種狗的基因(其中8個品種是“小短腿”)。結果發現,“小短腿”狗的基因不是少了東西,而是多了東西。
萌萌的小短腿。圖片:Pixabay
多出來的東西,是一個基因,它負責制造一種叫“成纖維細胞生長因子4”(fibroblast growth factor 4)的蛋白質,簡稱FGF4。這是基因工作的失誤造成的。如果把生物的基因想象成一個檔案館,生命運轉所需的一切信息都儲存在里面。儲存這些信息的硬盤就是DNA。但是,DNA里的信息不能直接提取,需要有另一種分子,信使RNA(mRNA),把DNA里的信息解讀出來,才能投入使用。但有時候,信使RNA拿到DNA的信息之后,會按照這個信息再制造一份DNA“硬盤”,把它塞回到基因里。這樣檔案館里就多出來一份基因復制品,叫做反轉錄基因(retrogene)。
萌萌的小短腿乘以二。圖片:Pixabay
柯基這樣的“小短腿”比普通狗多出一份FGF4基因,也就是多出一個反轉錄基因。多出來的基因是怎么導致“小短腿”的,我們目前尚不清楚。但科學家們猜想,它可能讓狗制造了更多的FGF4蛋白質,然后過多的蛋白質又影響到另一個基因,這個基因會制造另一種蛋白質,叫“成纖維細胞生長因子受體3”(fibroblast growth factor receptor 3),簡稱FGFR3。FGFR3過多會導致軟骨發育不全(achondroplasia),在人類身上,軟骨發育不全最主要的癥狀,就是四肢發育得異常短小。學者們希望,對于“狗腿子”的研究,能增進我們對于人類軟骨發育不全疾病的了解。
順便一提,這個研究并不能幫助“正常身高里比較矮的人”長高,別想了。
腿短,但靈活
除了人工選育的小短腿,還有自然造就的小短腿。哺乳動物從陸生到水生的進化過程中,一個主要的變化就是腿變得更短,以減少水中的阻力。
加州大學的威廉斯(Terrie M. Williams)等人,想要研究半水棲的“小短腿”動物(比如水獺)在陸地上的運動方式,為了找一個同樣短腿的陸生動物,跟水獺進行比較,他們順便請來了柯基。研究人員把北美水獺(Lontra canadensis)和柯基奔跑的動作錄下來進行分析。結果發現,柯基的小短腿比我們想的要能干。
人家跑可快了!圖片:AnimalTV / youtube
水獺有兩種步態,一種是走路,一種是加入了很多跳躍動作的跑。速度超過每秒1.2米,水獺就會從“走”切換成“一邊蹦跶一邊跑”,最快速度每秒1.6米。
柯基有三種步態,最慢的是走路,速度超過每秒1.1米,切換成小跑(trot),速度超過每秒2.2米,再切換成奔跑(gallop)。這也是陸地哺乳動物典型的三種移動模式。柯基的最快速度達到每秒7.4米,比大多數人都快。
水獺跑步的姿勢是連跑帶蹦。圖片:Fast Snail / youtube
小短腿不一定跑不快(當然,這不是說小短腿也能達到獵豹的速度)。柯基和水獺的主要不同在于移動的模式不一樣:跑步的柯基脊椎彎曲動作小,而且有四腳懸空的動作,跑步的水獺脊椎會像毛毛蟲似的一伸一屈,極少四腳懸空。
水獺作為游泳健將的適應,以犧牲一部分陸上運動能力為代價,如果有專為小短腿設立的游泳運動會,它們會被跑步的體能測試擋在門外的。
悠然游過的大屁股。圖片:AnimalTV / youtube
最后,講一則小短腿的趣聞吧。
2018年,康奈爾大學的馬克圭爾(Betty McGuire)等人,在《動物學期刊》上發表了一篇文章。他們發現,公狗蹺起一條腿小便的時候,個兒越小,腿蹺得越高,尿也灑得越高。研究人員推測,比較小的狗通過尿得高一點,來制造“這里有一只大狗”的假象……可以說是非常雞賊了。
汪汪汪
會用噴嚏“投票”的雜色狼
狗是永遠長不大的狼嗎
會飛檐走壁的“紅狗子”豺
養的人多了,便成了狗
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