是雄魚卻能懷孕,吃肉卻不長牙齒,身體還會長出像海草一樣的“葉子”,這些極其另類的生物學特征,使得海龍科魚類的演化機制成為一個超出科學圈的有趣話題。
草海龍。 通訊員/受訪者 曲朦 供圖
近期,國際頂級期刊《科學進展》(Science Advances)以封面論文形式,報道了中國科學院南海海洋研究所牽頭完成的最新科研成果。這項研究揭示了關于草海龍“附葉”的形成與牙齒丟失的演化機制,并首次闡明了海龍科魚類性別決定基因的產生和演化歷程。
“海龍科魚類,包括海馬和海龍,具有豐富多樣的形態特征和獨特的雄性卵胎生行為,一直是海洋生物進化和物種保護研究的熱門對象?!毖芯繄F隊成員、中國科學院南海海洋研究所助理研究員曲朦介紹,在此類群中,草海龍體型最為獨特。
據曲朦介紹,草海龍體表生長的大量“附葉”,可似海草般隨水流搖曳,從而完美的隱匿于海草床中,是海洋生物中的“擬態達人”。
研究成果入選Science Advances當期封面論文。 通訊員/受訪者 曲朦 供圖
科學家在研究中發現,脊椎動物普遍存在的scpp5在海龍科魚類中出現了假基因化,利用基因編輯技術敲除該基因后,斑馬魚的牙齒明顯減少和發生畸形,證明scpp5基因的功能缺失是海龍科魚類牙齒缺失的關鍵。
至于草海龍附葉,其表達基因主要從皮膚和鰭等器官募集而來,且擁有大量免疫反應和組織修復的相關基因,“這暗示附葉不僅是‘擬態’工具,同時具有重要的免疫和再生作用,可以幫助草海龍應對捕食和病害,對草海龍成功適應海草床生態系統有著重要意義。”曲朦說。
草海龍。 通訊員/受訪者 曲朦 供圖
此外,科學家還首次發現,草海龍祖先在進化過程中復制產生了雄魚特有的性別決定基因amhr2y,可以作為雄魚的身份標記應用于性別鑒定,這一結論有助于草海龍種質資源保護。
本文通訊作者林強研究員說道,以上科研為認識海洋魚類的環境適應性進化機制提供了新的視角。
【記者】卞德龍 實習生 馮佳琪