长颈鹿的脖子是怎么变长的?

长颈鹿（左）和霍加狓（右）

长颈鹿最引人注目的特征便是那长长的脖子。至少8000年以前，长颈鹿就拥有了现在这样长长的脖子，那个时候的人类还住在洞穴里呢。

19世纪，达尔文（Charles Darwin）就曾对于长颈鹿的脖子如何变长的问题大惑不解。为了适应长脖子的体形，长颈鹿的心脏、骨骼、肌肉等都必须做出相应的调整。举个例子，长颈鹿举起脖子的时候，头部和心脏的距离可达两米多，为了给大脑提供充足的血液，长颈鹿的心脏得把血液泵到两米多高的位置。为了完成这一艰巨的任务，长颈鹿进化出了巨大的左心房，其血压达到其他哺乳动物的两倍多。

为了找出引起长颈鹿脖子变长的遗传变异，美国的一组科学家将长颈鹿和霍加狓（长颈鹿的近亲）的基因序列与40多种其他的哺乳动物（包括牛、山羊、绵羊、骆驼和人等）的基因序列进行比较。

大约1100万到1200万年前，长颈鹿和霍加狓从共同的祖先开始分离，逐渐形成两种不同的物种。虽然长颈鹿和霍加狓有着很近的亲缘关系，但二者的长相却非常不一样。霍加狓看起来更像斑马，而不是长颈鹿。更为重要的是，霍加狓没有长颈鹿那样长的脖子。

正由于以上的原因，将长颈鹿和霍加狓与其他的哺乳动物进行基因对比，科学家可以发现长颈鹿和霍加狓拥有的独特基因；然后将长颈鹿和霍加狓进行基因对比，科学家就可以在它们共同拥有的独特基因中找出长颈鹿拥有的独特基因。而这些基因很可能就与长颈鹿的长脖子密切相关。

基于以上方法，科学家最终找到了70个基因，其中一大半基因与长颈鹿的骨骼肌系统、心血管系统和神经系统的发育相关。

有意思的是，科学家发现有一些基因同时参与调控心血管和骨骼肌的生长发育，说明在长颈鹿脖子变长的进化过程中，长颈鹿的心血管系统和骨骼肌系统几乎是同时开始协调改变的。

随着长颈鹿脖子的延长，长颈鹿的食谱也变得跟其他哺乳动物不一样，它们可以吃到更高处的树叶、种子和果实。科学家发现，长颈鹿拥有的很多参与物质代谢的基因与其他哺乳动物相比也有较大的改变。金合欢的树叶对于长颈鹿而言是美味佳肴，对于其他哺乳动物而言则是穿肠毒药，因为长颈鹿的代谢系统可以完美地解除金合欢的树叶中的毒素。

长颈鹿在吃金合欢树冠处的树叶

因此，长颈鹿的脖子变长绝非仅仅把脖子延长就可以了。与之相伴的是长颈鹿各个组织器官的协调和改变。

最近15年，因为栖息地的大面积破坏，长颈鹿的种群数量已经减少了40%左右。如果不采取有效的保护措施，地球上这一独特的物种将很快从人们的视线里消失。

主要参考文献

Agaba, M., Ishengoma, E., Miller, W.C.,McGrath, B.C., Hudson, C.N., Bedoya Reina, O.C., Ratan, A., Burhans, R., Chikhi,R., Medvedev, P., et al. (2016). Giraffe genome sequence reveals clues to itsunique morphology and physiology. Nature communications 7, 11519.