Among extant cetaceans, mysticetes are filter feeders that do not possess teeth and use their baleen for feeding, while most odontocetes are considered suction feeders, which capture prey by suction without biting or chewing with teeth. In the present study, we address the functionality of amelogenin (AMEL) genes in cetaceans. AMEL encodes a protein that is specifically involved in dental enamel formation and is located on the sex chromosomes in eutherians. The X-copy AMELX is functional in enamel-bearing eutherians, whereas the Y-copy AMELY appears to have undergone decay and was completely lost in some species. Consistent with these premises, we detected various deleterious mutations and/or non-canonical splice junctions in AMELX of mysticetes and four suction feeding odontocetes, Delphinapterus leucas, Monodon monoceros, Kogia breviceps, and Physeter macrocephalus, and in AMELY of mysticetes and odontocetes. Regardless of the functionality, both AMELX and AMELY are equally and unusually small in cetaceans, and even their functional AMELX genes presumably encode a degenerate core region, which is thought to be essential for enamel matrix assembly and enamel crystal growth. Furthermore, our results suggest that the most recent common ancestors of extant cetaceans had functional AMELX and AMELY, both of which are similar to AMELX of Platanista minor. Similar small AMELX and AMELY in archaic cetaceans can be explained by gene conversion between AMELX and AMELY. We speculate that common ancestors of modern cetaceans employed a degenerate AMELX, transferred from a decaying AMELY by gene conversion, at an early stage of their transition to suction feeders.

中文翻译：

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鲸类中异常小的牙釉蛋白基因的进化；假性化、XY 基因转换和喂养策略。

在现存的鲸目动物中，mysticetes 是滤食动物，它们没有牙齿并使用它们的鲸须来进食，而大多数齿鲸被认为是吸食动物，它们通过吸力捕获猎物而不用牙齿咬或咀嚼。在本研究中，我们解决了鲸类中牙釉蛋白 (AMEL) 基因的功能。AMEL 编码一种蛋白质，该蛋白质专门参与牙釉质的形成，位于eutherians 的性染色体上。X 拷贝 AMELX 在带有牙釉质的 eutherians 中起作用，而 Y 拷贝 AMELY 似乎已经腐烂并在某些物种中完全消失。与这些前提一致，我们在 mysticetes 的 AMELX 和四种吸食齿鲸、Delphinapterus leucas、Monodon monoceros、Kogia breviceps、和 Physeter macrocephalus，以及在 mysticetes 和 odontocetes 的 AMELY 中。无论功能如何，AMELX 和 AMELY 在鲸目动物中都同样小且异常小，甚至它们的功能性 AMELX 基因也可能编码退化的核心区域，这被认为对牙釉质基质组装和牙釉质晶体生长至关重要。此外，我们的研究结果表明，现存鲸目动物最近的共同祖先具有功能性 AMELX 和 AMELY，两者都与 Platanista minor 的 AMELX 相似。古代鲸目动物中类似的小 AMELX 和 AMELY 可以通过 AMELX 和 AMELY 之间的基因转换来解释。我们推测现代鲸目动物的共同祖先在向吸食动物过渡的早期阶段使用了退化的 AMELX，通过基因转换从腐烂的 AMELY 转移。在 AMELY 的 mysticetes 和 odontocetes 中。无论功能如何，AMELX 和 AMELY 在鲸目动物中都同样小且异常小，甚至它们的功能性 AMELX 基因也可能编码退化的核心区域，这被认为对牙釉质基质组装和牙釉质晶体生长至关重要。此外，我们的研究结果表明，现存鲸目动物最近的共同祖先具有功能性 AMELX 和 AMELY，两者都与 Platanista minor 的 AMELX 相似。古代鲸目动物中类似的小 AMELX 和 AMELY 可以通过 AMELX 和 AMELY 之间的基因转换来解释。我们推测现代鲸目动物的共同祖先在向吸食动物过渡的早期阶段使用了退化的 AMELX，通过基因转换从腐烂的 AMELY 转移。在 AMELY 的 mysticetes 和 odontocetes 中。无论功能如何，AMELX 和 AMELY 在鲸目动物中都同样小且异常小，甚至它们的功能性 AMELX 基因也可能编码退化的核心区域，这被认为对牙釉质基质组装和牙釉质晶体生长至关重要。此外，我们的研究结果表明，现存鲸目动物最近的共同祖先具有功能性 AMELX 和 AMELY，两者都与 Platanista minor 的 AMELX 相似。古代鲸目动物中类似的小 AMELX 和 AMELY 可以通过 AMELX 和 AMELY 之间的基因转换来解释。我们推测现代鲸目动物的共同祖先在向吸食动物过渡的早期阶段使用了退化的 AMELX，通过基因转换从腐烂的 AMELY 转移。无论功能如何，AMELX 和 AMELY 在鲸目动物中都同样小且异常小，甚至它们的功能性 AMELX 基因也可能编码退化的核心区域，这被认为对牙釉质基质组装和牙釉质晶体生长至关重要。此外，我们的研究结果表明，现存鲸目动物最近的共同祖先具有功能性 AMELX 和 AMELY，两者都与 Platanista minor 的 AMELX 相似。古代鲸目动物中类似的小 AMELX 和 AMELY 可以通过 AMELX 和 AMELY 之间的基因转换来解释。我们推测现代鲸目动物的共同祖先在向吸食动物过渡的早期阶段使用了退化的 AMELX，通过基因转换从腐烂的 AMELY 转移。无论功能如何，AMELX 和 AMELY 在鲸目动物中都同样小且异常小，甚至它们的功能性 AMELX 基因也可能编码退化的核心区域，这被认为对牙釉质基质组装和牙釉质晶体生长至关重要。此外，我们的研究结果表明，现存鲸目动物最近的共同祖先具有功能性 AMELX 和 AMELY，两者都与 Platanista minor 的 AMELX 相似。古代鲸目动物中类似的小 AMELX 和 AMELY 可以通过 AMELX 和 AMELY 之间的基因转换来解释。我们推测现代鲸目动物的共同祖先在向吸食动物过渡的早期阶段使用了退化的 AMELX，通过基因转换从腐烂的 AMELY 转移。甚至它们的功能性 AMELX 基因也可能编码了一个退化的核心区域，这被认为对牙釉质基质组装和牙釉质晶体生长至关重要。此外，我们的研究结果表明，现存鲸目动物最近的共同祖先具有功能性 AMELX 和 AMELY，两者都与 Platanista minor 的 AMELX 相似。古代鲸目动物中类似的小 AMELX 和 AMELY 可以通过 AMELX 和 AMELY 之间的基因转换来解释。我们推测现代鲸目动物的共同祖先在向吸食动物过渡的早期阶段使用了退化的 AMELX，通过基因转换从腐烂的 AMELY 转移。甚至它们的功能性 AMELX 基因也可能编码了一个退化的核心区域，这被认为对牙釉质基质组装和牙釉质晶体生长至关重要。此外，我们的研究结果表明，现存鲸目动物最近的共同祖先具有功能性 AMELX 和 AMELY，两者都与 Platanista minor 的 AMELX 相似。古代鲸目动物中类似的小 AMELX 和 AMELY 可以通过 AMELX 和 AMELY 之间的基因转换来解释。我们推测现代鲸目动物的共同祖先在向吸食动物过渡的早期阶段使用了退化的 AMELX，通过基因转换从腐烂的 AMELY 转移。我们的研究结果表明，现存鲸目动物最近的共同祖先具有功能性 AMELX 和 AMELY，两者都与 Platanista minor 的 AMELX 相似。古代鲸目动物中类似的小 AMELX 和 AMELY 可以通过 AMELX 和 AMELY 之间的基因转换来解释。我们推测现代鲸目动物的共同祖先在向吸食动物过渡的早期阶段使用了退化的 AMELX，通过基因转换从腐烂的 AMELY 转移。我们的研究结果表明，现存鲸目动物最近的共同祖先具有功能性 AMELX 和 AMELY，两者都与 Platanista minor 的 AMELX 相似。古代鲸目动物中类似的小 AMELX 和 AMELY 可以通过 AMELX 和 AMELY 之间的基因转换来解释。我们推测现代鲸目动物的共同祖先在向吸食动物过渡的早期阶段使用了退化的 AMELX，通过基因转换从腐烂的 AMELY 转移。