環(huán)球微速訊：海龍的獨特基因造就的獨特外表

澳大利亞海龍生長在澳洲海底的海草中，不仔細(xì)看還當(dāng)它們是浮在水里的海草，仔細(xì)一看又會發(fā)現(xiàn)它們還真有些龍的形態(tài)。海龍其實屬魚類，以微小的小蝦及海蚤為生，由于沒有牙齒，它們是把食物整個吸進(jìn)嘴里的。像所有魚類一樣，海龍也是產(chǎn)卵繁殖，所不同的是海龍是由雄性來完成孕育過程的，母海龍將卵產(chǎn)在雄海龍的尾部，然后就離開了；這些卵在雄性海龍的尾部大約五個星期才孵化。小海龍一經(jīng)孵化就能游泳，而且必須自己尋找食物獨立生活，因為雄海龍不擔(dān)負(fù)照看幼海龍的義務(wù)。小海龍要經(jīng)過兩年的生長才能成年。近日，中國生物多樣性保護(hù)與綠色發(fā)展基金會（簡稱中國綠發(fā)會，綠會）國際部從國際知名期刊了解到一篇關(guān)于海龍獨特基因造就獨特外表的研究，現(xiàn)將文章整理編譯如下，供感興趣的朋友參考。

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大海里有數(shù)不清的魚，但海龍總能從中脫穎而出。它們身上裝飾著褶皺的葉子狀的裝飾品，脊椎扭結(jié)，沒有肋骨和牙齒。最特別的是，海龍孕育的責(zé)任由雄性承擔(dān)。

通過對兩種海龍的基因組進(jìn)行測序，俄勒岡大學(xué) (University of Oregon，UO) 的研究人員發(fā)現(xiàn)了這種魚獨特的遺傳線索：它們?nèi)鄙僭谄渌棺祫游锷砩峡梢园l(fā)現(xiàn)的一組關(guān)鍵基因。而這些基因有助于引導(dǎo)面部、牙齒以及部分神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育。

海龍與海馬屬于同一家族。研究人員克萊·斯莫爾（Clay Small）說 “這一家族非常與眾不同，但海龍是這一群已經(jīng)與眾不同的魚當(dāng)中最特別的?！惫餐芯空咛K西·巴薩姆(Susie Bassham)說：“頭部和面部在進(jìn)化過程中有很大可塑性和延展性，這非常有趣。”

海龍可以是針對這類問題很好的案例研究，因為它們進(jìn)化得相當(dāng)快。海龍和海馬所屬的家族大約在 5000 萬年前分離出來，從進(jìn)化的標(biāo)準(zhǔn)來看，這是相對較晚的時間。

巴薩姆、斯莫爾以及其他研究人員于 6 月下旬的在《美國國家科學(xué)院院刊》上發(fā)表了其研究結(jié)果。

生活在澳大利亞海岸附近的海龍，由于在野生環(huán)境，這使得他們難以被研究。所以，該實驗室通過與飼養(yǎng)海龍的水族館的科學(xué)家合作，獲得了罕見的組織樣本。研究人員對葉海龍和雜草海龍的基因組進(jìn)行了測序，并將這些基因序列與同一家族的海馬進(jìn)行了比較，同時也與其他關(guān)系較遠(yuǎn)的硬骨魚如斑馬魚和刺魚進(jìn)行了基因序列比較。

結(jié)果顯示，與海馬一樣，海龍也缺失了一大塊引導(dǎo)發(fā)育的基因，這可能是造成它們獨特形態(tài)的原因。與海馬相比，海龍含有更多的重復(fù) DNA 序列，稱為轉(zhuǎn)座子。這些基因序列經(jīng)常自我復(fù)制或在基因組中移動。它們將自己插入基因的中間或附近，由此導(dǎo)致快速的基因變化，從而阻止了基因的正常工作。

該團(tuán)隊還使用了專門的X射線顯微鏡來捕捉一條雜草海龍的高分辨率3D圖像。他們分段掃描了這條一英尺長的魚，然后將圖像拼接成完整的圖片。巴薩姆說：“在此之前，沒有人以如此高的分辨率拍攝過海龍的任何部分?！痹谶@樣的細(xì)節(jié)水平上，研究人員可以看到海龍骨骼的精細(xì)結(jié)構(gòu)，也可以深入了解這種魚獨特的身體結(jié)構(gòu)是如何進(jìn)化來的。

巴薩姆說：“我們可以看到，這些多葉槳支撐結(jié)構(gòu)似乎是對脊椎刺的精細(xì)加工，然后在末端添加了肉質(zhì)附屬物，這證明了海龍身上的“裝飾品”是從刺進(jìn)化而來的。”

俄勒岡大學(xué)的科學(xué)家希望將海龍的基因組序列公開，這不僅有助于進(jìn)化和發(fā)育遺傳學(xué)的進(jìn)一步研究，還有助于了解和保護(hù)這種稀有魚類。

原文參看：

https://phys.org/news/2022-06-sea-dragons-genes-clues-distinctive.html編譯：Sara

審核：Lucy

標(biāo)簽： 研究人員 基因序列