本文最初发布于The Conversation。
隐藏在沙丘之下，一种神秘的生物在沙中滑行。
这不是弗兰克·赫伯特科幻史诗《沙丘》中阿拉吉斯星球的巨型沙虫。相反，它是一种仅在澳大利亚沙漠中发现的、神秘而微小的哺乳动物——有袋鼹鼠。
有袋鼹鼠有两个近亲物种。
Notoryctes typhlops，或称南方有袋鼹鼠，分布在澳大利亚中部和南部的沙漠地区。它也被当地原住民 Aṉangu 人称为itjaritjari。Notoryctes caurinus，或称北方有袋鼹鼠，分布在澳大利亚西北部的沙漠地区。它也被当地原住民 Martu 人称为kakarratul。
直到最近，这些难以捉摸的动物几乎是不可能被研究的。但我们在《科学进展》上发表的最新研究终于开始揭示它们令人难以置信的“沙漠力量”的根源。
罕见
有袋鼹鼠体型小巧，长度约等于一支铅笔，体重在40至70克之间。它们身体呈管状，毛发呈黄色，四肢几乎不从身体两侧伸出。
它们不像北半球的同名动物那样建造永久性隧道，而是“游”过澳大利亚沙漠的松散沙地。
有袋鼹鼠的地下生活方式，以及它们栖息的广阔沙漠，意味着它们极少被观察到。事实上，每十年只有寥寥几次目击记录。
新技术，新见解
新的 DNA 技术可以让我们一窥像有袋鼹鼠这样难以研究的隐秘物种的生活。这些物种无法在野外进行有效研究。
为此，我们的团队与南澳大利亚博物馆的澳大利亚生物组织收藏合作，获得了十多年前从一只南方有袋鼹鼠身上冷冻保存的两个微小组织样本。
从中，我们提取了用于组装基因组的极长 DNA 片段。基因组是构成有袋鼹鼠遗传密码的所有碱基或“字母”的数字表示。
由于 DNA 同时包含生物体性状的指令以及其进化历史的记录，我们得以深入了解这种隐秘物种。
独特的适应性
有袋鼹鼠拥有多种独特的适应性，帮助它们在严酷的环境中生存。例如，它们的眼睛很小，位于皮肤下方，导致它们在功能上是盲的。
通过比较有袋鼹鼠眼睛基因与近亲有袋动物的基因序列，我们发现有袋鼹鼠首先失去了对眼睛晶状体至关重要的基因。这可能是因为在地下，清晰的图像并不重要。
随后是视网膜中负责感知颜色的视锥细胞的基因。在眼睛失去大部分功能后，最后退化的基因是那些在低光照条件下起作用的视杆细胞基因。
对于生活在地表上的哺乳动物来说，这些变化很可能是有害的。然而，通过以正确的顺序发生，眼睛基因的逐步退化使得有袋鼹鼠的祖先能够逐渐适应，而不会损害其适应度。
这生动地说明了适应和障碍如何共享相似的遗传基础，而它们之间的界限则由其所处的环境决定。
其他性状
基因组测序使我们能够研究有袋鼹鼠的其他性状。
例如，我们发现一个关键的基因，该基因在青春期睾丸下降过程中起作用，在这个物种中可能已经退化。这可能有助于解释为什么雄性有袋鼹鼠缺乏阴囊，而睾丸则位于腹壁。
我们还发现有袋鼹鼠有两个编码血红蛋白的基因拷贝——血红蛋白是红细胞中携带氧气的分子。这很重要，因为沙子含氧量低且空气流通差。
此外，这个重复的血红蛋白基因通常在新生哺乳动物中使用。
有袋动物的育儿袋本身就是一个低氧环境，因此有袋鼹鼠需要进化出方法来避免幼崽窒息。拥有更多的血红蛋白可能有所帮助。
追溯鼹鼠的进化遗产
多年来，有袋鼹鼠奇怪而独特的性状一直阻碍着确定其最亲近的亲戚是谁。但对它们的基因组进行测序，使我们能够追溯其进化遗产。
为此，我们检查了一种特殊的 DNA 序列，称为逆转录转座子。
这些是短的 DNA 片段，它们可以自我复制，并随机插入到动物的基因组中，并通过几代传递下去。
我们的研究表明，有袋鼹鼠与兔耳狸和长耳兔是姐妹群，而像塔斯马尼亚恶魔这样的食肉有袋动物则是远房表亲。
长期下降
目前几乎不知道有袋鼹鼠的种群健康状况。然而，沙漠是受气候变化威胁最大的生态系统之一。
考虑到这一点，我们还试图初步了解有袋鼹鼠种群是如何随时间变化的。
通过分析有袋鼹鼠基因组中的遗传多样性模式，我们发现它们的有效种群数量很可能在大约7万年前就开始长期下降。这与 last glacial period 期间的历史变化相符，表明下降是由于气候变化而非人类活动造成的。
目前尚不清楚数万年来失去的遗传多样性将如何影响有袋鼹鼠继续适应极端环境的能力。
然而，这些研究结果表明，可能需要采取新的、更广泛的基因研究方法来研究有袋鼹鼠，以确保它们不会像许多其他澳大利亚哺乳动物一样，消失在时间的沙漏中。
