性寄生帮助琵琶鱼在全球变暖时期栖息深海

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琵琶鱼等一些脊椎动物有一种独特的性寄生特征,即雄性与雌性暂时或永久结合进行交配。研究人员在5月23日发表在细胞出版社(Cell Press)旗下期刊Current Biology(《当代生物学》)上的报告显示,在某个全球变暖严重的时期和琵琶鱼从海底游到开阔的深海,性寄生现象出现了。
据研究人员称,这些发现对理解进化和全球变暖可能对深海产生的影响具有启示意义。
美国耶鲁大学的Chase D. Brownstein说:“我们的研究结果表明,标志性的深海琵琶鱼是如何从使用腹鳍在海底行走进化到目前情况的。就像鲸鱼回到水里一样,琵琶鱼从深海海底行走游回到开阔的水域。”
“我们发现,这种情况发生的时间比想象的要晚,在恐龙灭绝后。在那之后,琵琶鱼在深海区迅速多样化,这可能是新栖息地提供的生态机会的结果。我们展示了琵琶鱼生物学中最奇怪的一个方面——性寄生的进化,它可能促进了这种多样化,但并没有直接导致这种多样化。”
Brownstein和同事们希望了解生态变化与新物种进化的关系,以及组合特征是如何相互作用的。琵琶鱼是深海中最著名、种类最丰富的生物之一。为了更好地了解琵琶鱼物种之间的关系和年代,他们分析了来自100多种琵琶鱼的基因组尺度的DNA序列数据以及化石证据。
分析表明,在5000万到3500万年前全球变暖期间,栖息在海底的琵琶鱼迅速来到公海栖息。这种转变与性寄生的起源相吻合,这种寄生被认为可以增加在深蓝层海域找到配偶后成功繁殖的可能性。
Brownstein说:“我们发现,所有深海琵琶鱼的这种性寄生特征都是祖传的,而且似乎是适应性免疫系统遗传基础上祖传的不稳定性和体型二态性的协同结合而进化出来的。”雌性琵琶鱼不会拒绝雄性作为外来体,从而允许融合。“这就解释了这种奇怪特征的起源。”
他说:“性寄生实际上是来自不同生理、解剖和其他系统的一堆不同特征的结合,这让我感到非常兴奋。”
这些发现为了解深海生物的进化提供了一个新窗口。这也可能是一个警告,今天的全球变暖可能会改变未来数百万年中深海生命的进程。研究人员计划研究更多的深海鱼类,以重建它们的进化历史。
“我们站在了深海生命进化研究的起跑线上,目前掌握的一些群体的基因组数据表明,深海进化历史可能与我们最初的假设大不相同。”Brownstein说,“例如,人们认为所有深海生物都是古老的,这一观点显然是错误的。琵琶鱼在过去的五六千万年里才游到深海区开阔水域。当然,这是很久以前的事了,但这比我们以前推断的时间距离今天要近得多。”
阅读论文:https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(24)00576-1
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