科学家发现: 大白鲨的DNA不对劲, 它们太奇怪了

大家好，我是魅力科学君，今天我们要聊的话题是：根据一项近日发表在PNAS上的新研究，科学家发现大白鲨的DNA不对劲。下面我们就来看看这具体是怎么回事。

根据介绍，地球海洋中现存大白鲨可以被划分为三个存在明显区别的群体，它们分别生活在不同的海域：一个在北太平洋，一个在南太平洋和印度洋，还有一个在北大西洋和地中海，这三个群体，都由1万多年前的一个共同祖先种群分化而来。

本次研究的目的，就是探寻这三个群体是如何分化的，然而在研究过程中，科学家却遭遇了一个巨大的谜团——这个谜团就隐藏在大白鲨体内两种截然不同的DNA之中：一种是核DNA（nuclear DNA），另一种是线粒体DNA（mtDNA）。

简单来讲，核DNA就是存在于细胞核里的DNA，其中包含了生物体绝大多数的遗传信息，它是来自“父母”双方的。

线粒体DNA则存在于细胞里的线粒体中（线粒体是细胞的“能量工厂”，负责生产细胞所需的能量），与核DNA不同的是，对于包括大白鲨在内的绝大多数多细胞动物而言，线粒体DNA只由“母亲”遗传给下一代。

在此次研究中，科学家发现，这三个大白鲨群体的核DNA大体上是相同的，这很合理，它们毕竟都源自同一个祖先，而且分化时间不算太长，但令人觉得不对劲的是，它们的线粒体DNA却存在巨大的差异。

科学家表示，这三个群体是从同一个祖先分化出来的，随着时间的推移，它们的基因会发生一些随机的改变，从理论上来讲，在此过程中，它们的核DNA和线粒体DNA都应该遵循相似的规律，但实际情况却并非如此。

这就像一个大家族的成员们分成了三个群体，其“综合族谱”（核DNA）看起来大体相似，可要是翻开那本只记录母系血脉的“族谱”（线粒体DNA），却发现这三个群体差异巨大，其变化轨迹与“综合族谱”完全对不上号。

这样的情况，就使得它们显得太奇怪了。为了对其进行解释，科学家提出了一个被称为“雌性归巢性”（female philopatry）的假设，这个概念指的是雌性动物会回到自己的出生地去繁殖后代。

基于该假设，一个合理的推测就是，如果大白鲨的雌性有这种习性，那么代代相传下来，在特定区域繁殖的雌性大白鲨，它们的线粒体DNA就会在这个区域富集，如此一来，就可能会导致不同区域的线粒体DNA产生明显的差异。

为了验证这种推测，科学家利用全球最大的大白鲨数据集之一，对来自世界各地150条大白鲨的基因进行了测序，然后，这个看似很合理的假设就被否定了。

因为从理论上来讲，如果雌性大白鲨真的只在某些特定种群内部繁殖，那么它们的核DNA也应该表现出一些可以追踪的迹象，但基因测序结果表明，它们的核DNA数据完全没有显示出这样的迹象。

接下来，科学家又提出了一个新的想法，即：如果现存的大白鲨都是极少数雌性大白鲨的后代，那么它们的线粒体DNA就可能会非常集中，导致群体间的差异变大。

于是他们又建立了一个进化模拟模型，来验证这种想法是否能在从共同祖先分化出来的这三个群体身上成立，但模拟结果表明，这个想法也不成立。

那自然选择能不能对其进行解释呢？我们知道，在现代进化论中，自然选择指的是在生存竞争中，拥有有利性状的个体更有可能存活下来并繁衍后代，从而将这些有利基因传递下去。

但科学家也否定了这种解释，因为如果自然选择是造成线粒体DNA差异的原因，那就意味着，这三个不同群体的大白鲨，它们线粒体DNA上的某些基因变异，是能帮助它们更好地生存的。

根据估算，全球的大白鲨数量只有数千条，即使是最高的估算数量也不过2万条，从理论上来讲，在这种小规模的种群中，要让自然选择产生显著效果，相关的基因变异必须带来极高的生存优势，但科学家并没有在它们的线粒体DNA上，发现任何基因变异有如此高的生存优势。

所以科学家目前给出的结论是：这样的情况就表明了有某种进化机制影响了大白鲨的线粒体DNA，但现在的我们，却不知道这种机制到底是什么。就目前的情况来看，相关的研究仍在进行之中，期待在未来的日子里，科学家能够解开这个谜团。

参考资料：A genomic test of sex-biased dispersal in white sharks，doi.org/10.1073/pnas.2507931122