《Nature》封面:中国科学家解密,海马奇特的造型是怎么凹出来的
科学家已经解开有关海马(Seahorse)的一些怪异和奇妙形状的遗传秘密,其中包括海马奇特和反常的 雄性怀孕 、海马没有牙齿和腹鳍等奇特现象。
该文章由中国科学院南海海洋研究所 、 德国康斯坦茨大学和新加坡科技研究局、华大基因共同发表,刊登于 12月14日发表的《自然》(Nature)杂志封面。
据研究人员称,这是 首次 对海马物种的基因组进行了成功测序,首次确定了海马某些独特性状的遗传基础。
海马堪称海洋动物中的奇葩。
海马常栖息于世界各地的沿海水域,其头部弯曲与身体近似直角,是一种外形像马的鱼类动物。
首先,海马物种是由雄性海马而非雌性海马孵育和生产海马幼仔。此外,海马的游动方式也很奇特,它们几乎总是昂立着身体竖直地上下游动,而非水平地游动。更不用说,海马长着“像马一样”的头部、管状的鼻子,还没有牙齿。海马依靠卷曲的尾部勾住海草来固定身体位置或者防止被海流冲走。
海马的身体由硬化的骨片状皮肤覆盖,还能改变体色来伪装自己以逃避掠食者。不同于一般鱼类,海马没有尾鳍和腹鳍。并且,海马的双眼能够独立工作,所以能同时看到前方和后方。
研究者之一、德国康斯坦茨大学(University of Konstanz)的进化生物学家和基因组研究者阿克塞尔·迈耶(Axel Meyer)说:“海马是如此独特和标志性的海洋动物,是进化多样性繁荣的典范之一。”
新加坡科技研究局(A*STAR)的分子生物学家贝拉帕·文卡塔斯(ByrappaVenkatesh)补充说:“由于栖息环境的破坏以及人类的捕捞,海马的数量正在减少。”
研究者分析了东南亚虎尾海马(Hippocampus comes)的基因组。虎尾海马长达4英寸(10厘米),具有黄黑色相间的尾巴。在目前所有已研究的鱼类基因组中,虎尾海马具有最快的分子进化速度。
海马独特的 生殖方式十分引人注目 。
雄性海马腹部有一个育婴囊,在其交配期间,雌性海马将其卵子产于雄性海马的育婴囊中,并在雄性海马内部完成受精。雄性海马携带并孵育受精卵直到海马幼仔孵出,并将其释放到海洋中。
研究者分析后发现,其他鱼类基因组中负责卵子孵化的基因,在海马基因组中发生了重复,从而可能发挥着一个新的作用――雄性海马育婴囊的出现。
并且,存在于人和其他动物基因组中负责牙齿生成的基因,在海马基因组中发生了突变从而丧失了牙齿形成的能力。由于海马没有牙齿,所以其利用长长的鼻管吸入浮游生物以及其他小型猎物进食。
此外,其他鱼类基因组中对应于腹鳍的基因、以及人类基因组对应于腿的基因,在海马基因组中都缺失了,所以海马没有腹鳍。然而,海马依靠其背部的小而几乎透明的鱼鳍快速扇动来实现游动,并且利用其靠近头后部的小小的胸鳍来实现转向。
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