作者:Julien Fumey,et al. 来源:BMC Evolutionary Biology 发布时间:2018/6/9 14:09:12
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洞穴鱼|快速物种分化和神秘的盲鱼

    论文标题:Evidence for late Pleistocene origin of Astyanax mexicanus cavefish

作者:Julien Fumey,et al.

期刊:BMC Evolutionary Biology

发表时间:2018/04/18

数字识别码:10.1186/s12862-018-1156-7

墨西哥丽脂鲤

全球水域里生活着各种各样奇怪而有趣的生物,墨西哥丽脂鲤就是其中一种。

墨西哥丽脂鲤体型和沙丁鱼罐头差不多,外形也不甚出众。在墨西哥东部到德克萨斯州南部的河流里都能见到它们。

但是,墨西哥丽脂鲤之所以有名不是因为并不是生活在浅水里的这个品种,而是因为它们的近亲,另一个生活在中美洲石灰岩洞穴深处的古怪品种。

每个丽脂鲤品种都有各自的特征,比如洞穴鱼没有眼睛,游动时依靠感知身体侧面水压的变化决定前进方向。洞穴鱼和浅水鱼的另一个差别在于浅水鱼体表一般是闪耀的银色,而洞穴鱼则周身几乎没有色素沉着,因而鳞片呈淡粉色。

目前已经发现了约30种洞穴鱼,每种洞穴鱼都是以他们居住的洞穴命名的。不同洞穴中的洞穴鱼有着共同的祖先。在长期演进过程中,它们各自独立进化出了相似的特性。洞穴鱼的这一特征使它们成为了科研人员研究自然界中趋同进化的常用模型。

尽管浅水鱼和洞穴鱼外表差异很大,但实际上这两个品种在很多方面还是非常相似的。科学家曾在墨西哥的奇卡洞穴中发现浅水-洞穴杂交品种,这意味着如果将杂交品种与洞穴鱼进行交配,那浅水鱼的DNA就可能进入洞穴鱼的基因组中。

基于线粒体DNA的演进分析揭示了现今洞穴鱼几百万年前的祖先中至少包括两种浅水鱼。目前认为其中相对古老的浅水鱼种类已经灭绝,而另一个种类则幸存了下来并抵达了西米科斯洞甚至是东南方向更远的其他洞穴。

起源较晚

BMC Evolutionary Biology近期发表的研究提出了一个颇有争议的观点,文章作者认为单纯通过某一特定洞穴鱼的线粒体基因融合时间并不能确定洞穴鱼的起源时间。为明确墨西哥洞穴鱼最早开始进行趋同进化的时间,该研究使用计算机分析了洞穴鱼细胞核和线粒体中的基因变异,结果提示洞穴鱼的起源并不如我们曾经以为的那么早,趋同进化只有大约不到20000年的历史。

如果这个假设是真的,那意味着墨西哥洞穴鱼失去眼睛是在很短的时间发生的。也就是说洞穴鱼的浅水鱼祖先势必携带了相关等位基因,且等位基因的出现频率非常高,才能在如此短的时间内出现特定表型。

每个洞穴中存在的自然选择是否与不同洞穴鱼种类几乎同时失去眼睛这一现象相关这一问题目前仍被广泛讨论。有人提出,因为洞穴中食物数量较少,停止眼睛发育能帮助洞穴鱼节约能量用于觅食。近期的另一篇研究提出了相关的分子机制,研究人员发现抑制伴侣蛋白质Hsp90可以增加眼睛大小的变异。

但是研究人员在分析了不同洞穴鱼种类中的不同眼部基因突变后却发现许多因素都对洞穴鱼这一特征的出现产生了影响。

Fumey等人的研究结果一旦被证实,墨西哥丽脂鲤将会成为科研人员探索快速进化适应的分子机制的理想模型之一。但就目前而言,BMC Evolutionary Biology发表的这篇研究至少激起了科学家们对墨西哥丽脂鲤的兴趣及讨论。

论文链接https://bmcevolbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12862-018-1156-7

(来源:科学网)

 
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