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比目鱼为何又薄又扁?戳这里→→
发布时间:2021-12-17        

  浙江海洋大学海洋科学与技术学院教授吕振明团队开展的鲽形目(又称比目鱼)鱼类起源及其体轴形成机制的研究,目前获得重要进展。该成果近日刊登于Nature子刊《Nature Genetics》上。

  比目鱼为硬骨鱼纲鲽形目种类,是迄今发现的地球上体型最为独特的鱼类之一。在漫长的底栖适应过程中,比目鱼类逐步演化出了扁平且不对称的体型结构,扁平体轴使其更容易将其侧扁的身体埋栖于一薄层泥沙之下(仅使眼睛露出)而躲避敌害;而不对称体型(如眼睛偏转至脑颅同侧)则赋予了鲽形目鱼类埋栖时的双视野,从而使其更容易定位和捕食猎物而获得生存竞争优势。

  更奇特的是,比目鱼的鳍也发生了明显改变,使其可通过长而有力的背鳍、臀鳍和短而强壮的胸鳍协调运动形成“鳍足”,以全新的脊椎动物步伐在海底“行走”;并在其休息时依靠其强壮的胸鳍将身体微微撑起,以更敏锐的视角观察周围的猎物和敌害。

  近四年时间里,研究人员解析了10个比目鱼及其近源物种的基因组,辅以实验验证,终于成功地揭示了鲽形目的鲽亚目和鰜亚目是在白垩纪晚期,通过二次独立的进化事件,由不同的鲈形目鱼类祖先演变而来的进化历史。

  相较人类、鱼类等脊椎动物中,因肌营养不良蛋白-糖蛋白复合体基因的突变造成的肌肉严重萎缩或肌纤维发育不良,比目鱼脂肪基因的变异也可能加快了其体内脂肪的氧化分解而减少了脂肪的积聚量,这可能很好地解释了比目鱼类为何拥有薄而扁平的体壁,也揭示了鲽形目鱼类扁平的基因组奥秘。

  研究发现,尽管鲽亚目和鰜亚目种类通过相似的基因及信号通路来形成鲽形目的独特体征。但鰜亚目显然也有其独特的基因组变异,不仅进一步佐证了比目鱼的非单系起源,神童网,同时也很好解释了鲽形目和鳒亚目种类何以在体轴的扁平和不对称程度方面存在着明显的差异;但起源不同的鲽亚目和鳒亚目种类却通过类似基因和信号通路的趋同进化而形成相似的体型,为理解比目鱼类独特体轴形成机制这一古老的科学问题提供了不可多得的进化场景。

  通过该研究,研究人员不仅基本阐明了困扰人类多年的比目鱼类起源及其独特体轴形成机制等问题,同时也大大深化了人类对现今动物界中占主导的左右对称体轴的形成、维持和变异机制的理解,为揭示人类内缘性相关疾病如肌肉萎缩症和颅面畸形等疾病的致病机理提供了参考。