鲸类二次水生生境适应Epac1和Epac2基因的分子进化

心率即心脏跳动的速度，不仅反映了心脏的功能,还与寿命的长短及能量代谢有关。与大多数陆生哺乳动物相比，鲸类心率显著降低。降低的心率有助于鲸类寿命的延长及能量的高效利用，便于其适应极端的海洋环境，而这一适应的分子机制尚不清楚。鉴于此，本研究采用基于最大似然法的枝模型、枝位点模型结合蛋白质功能差异分析等方法，对控制心率的环状腺苷酸结合蛋白（Epac1 amp 2）基因进行适应性探究。分析结果表明，Epac1在长寿鲸类即须鲸类和抹香鲸（Physeter macrocephalus）组合进化支中检测到加速进化过程，且枝位点模型在须鲸类祖先支中检测到的强烈的正选择位点均位于功能重要的催化区；另外，该蛋白质在鲸类中还发生了显著的功能修饰（θ=0.5296 ± 0.1300；Plt;0.001）。对Epac2进行相同的分析发现，该基因在寿命长达200年之久的弓头鲸（Balaena mysticetus）中检测到的正选择位点同样位于功能重要的催化区。上述结果提示Epac1amp2在鲸类中均产生了适应性进化，这一方面可能有助于鲸类心率降低，另一方面也可能与其较长的寿命及高效的能量利用有关。