洞穴魚|快速物種分化和神秘的盲魚

2021-01-16 科學網

    論文標題：Evidence for late Pleistocene origin of Astyanax mexicanus cavefish

作者：Julien Fumey，et al.

期刊：BMC Evolutionary Biology

發表時間：2018/04/18

數字識別碼：10.1186/s12862-018-1156-7

墨西哥麗脂鯉

全球水域裡生活著各種各樣奇怪而有趣的生物，墨西哥麗脂鯉就是其中一種。

墨西哥麗脂鯉體型和沙丁魚罐頭差不多，外形也不甚出眾。在墨西哥東部到德克薩斯州南部的河流裡都能見到它們。

但是，墨西哥麗脂鯉之所以有名不是因為並不是生活在淺水裡的這個品種，而是因為它們的近親，另一個生活在中美洲石灰巖洞穴深處的古怪品種。

每個麗脂鯉品種都有各自的特徵，比如洞穴魚沒有眼睛，遊動時依靠感知身體側面水壓的變化決定前進方向。洞穴魚和淺水魚的另一個差別在於淺水魚體表一般是閃耀的銀色，而洞穴魚則周身幾乎沒有色素沉著，因而鱗片呈淡粉色。

目前已經發現了約30種洞穴魚，每種洞穴魚都是以他們居住的洞穴命名的。不同洞穴中的洞穴魚有著共同的祖先。在長期演進過程中，它們各自獨立進化出了相似的特性。洞穴魚的這一特徵使它們成為了科研人員研究自然界中趨同進化的常用模型。

儘管淺水魚和洞穴魚外表差異很大，但實際上這兩個品種在很多方面還是非常相似的。科學家曾在墨西哥的奇卡洞穴中發現淺水-洞穴雜交品種，這意味著如果將雜交品種與洞穴魚進行交配，那淺水魚的DNA就可能進入洞穴魚的基因組中。

基於線粒體DNA的演進分析揭示了現今洞穴魚幾百萬年前的祖先中至少包括兩種淺水魚。目前認為其中相對古老的淺水魚種類已經滅絕，而另一個種類則倖存了下來並抵達了西米科斯洞甚至是東南方向更遠的其他洞穴。

起源較晚

BMC Evolutionary Biology近期發表的研究提出了一個頗有爭議的觀點，文章作者認為單純通過某一特定洞穴魚的線粒體基因融合時間並不能確定洞穴魚的起源時間。為明確墨西哥洞穴魚最早開始進行趨同進化的時間，該研究使用計算機分析了洞穴魚細胞核和線粒體中的基因變異，結果提示洞穴魚的起源並不如我們曾經以為的那麼早，趨同進化只有大約不到20000年的歷史。

如果這個假設是真的，那意味著墨西哥洞穴魚失去眼睛是在很短的時間發生的。也就是說洞穴魚的淺水魚祖先勢必攜帶了相關等位基因，且等位基因的出現頻率非常高，才能在如此短的時間內出現特定表型。

每個洞穴中存在的自然選擇是否與不同洞穴魚種類幾乎同時失去眼睛這一現象相關這一問題目前仍被廣泛討論。有人提出，因為洞穴中食物數量較少，停止眼睛發育能幫助洞穴魚節約能量用於覓食。近期的另一篇研究提出了相關的分子機制，研究人員發現抑制伴侶蛋白質Hsp90可以增加眼睛大小的變異。

但是研究人員在分析了不同洞穴魚種類中的不同眼部基因突變後卻發現許多因素都對洞穴魚這一特徵的出現產生了影響。

Fumey等人的研究結果一旦被證實，墨西哥麗脂鯉將會成為科研人員探索快速進化適應的分子機制的理想模型之一。但就目前而言，BMC Evolutionary Biology發表的這篇研究至少激起了科學家們對墨西哥麗脂鯉的興趣及討論。

論文連結https://bmcevolbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12862-018-1156-7

（來源：科學網）

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