Loading… 扎嘴的鱼鳍是怎么长出来的? _TOM母婴
首页 > 母婴 > 正文
Qzone
微博
微信

扎嘴的鱼鳍是怎么长出来的?

前瞻网    2021-07-07 13:46

 

扎嘴的鱼鳍是怎么长出来的?

广东人吃鱼喜欢清蒸,但是鱼鳍总是一个令人烦恼的存在:扎嘴巴,还不好去除。这是因为锋利的鱼鳍,其实是鱼类自我保护的手段之一。

鱼鳍分为两种形态:普通的软鳍,钝而灵活,主要用于运动;鳍刺,锋利且硬,用于自我防护。由于鳍刺的作用是降低鱼的可食用性,因此它们提供了强大的进化优势。拥有超过 18000 名成员的多刺鱼是物种最丰富的鱼类谱系。这些鱼甚至进化出单独的“刺鳍”,仅由刺组成。因此,鳍刺的进化被认为是决定鱼类多样性和进化成功的主要因素。

日前,由 Joost Woltering 博士领导的康斯坦茨大学研究小组,展示了棘在胚胎发育过程中出现。他们还解释了刺是如何在不同的鱼类谱系中独立地从祖先的软鳍进化而来的。该研究的重点是刺鳍鱼的模型物种,即慈鲷(Astatotilapia burtoni),它拥有发达的软鳍和刺鳍部分。该研究日前发表于PNAS期刊上。

作为第一步,该团队确定了胚胎发育过程中软鳍和多刺鳍的遗传谱。“从这些最初的实验中可以清楚地看出,我们已经从鳍和肢发育中确认有特定的一组基因导致了在刺和软鳍的发育路径不同,”Rebekka Höch 说。这些基因对应于所谓的主调节基因,并且已知用于确定轴向和四肢骨骼的形态。在鱼鳍中,这些基因似乎提供了一个遗传密码,决定了新出现的鳍元素是否会像脊椎或软鳐鱼一样发育。

软鳍可以变成刺,反之亦然。接下来,该团队确定了处触发这些主调节基因并决定它们在鳍的不同位置的活动的遗传途径。“重要的是,我们能够使用化学工具、所谓的抑制剂和激活剂以及‘基因剪刀’CRISPR/Cas9 来解决这些途径的作用,从而测试在发育过程中如何建立多刺和软鳍结构域,”康斯坦茨大学生物学系助理教授、该研究的资深作者 Joost Woltering 说。

在他们的实验中,科学家们能够改变鳍中刺或软鳍的数量。当所谓的 BMP(骨形态发生蛋白)信号被调节时,这种效果最为显着。“我们不仅看到了主调控基因激活的变化,而且还观察到了所谓的同源转化,其中软鳍变成了刺,或者反过来,刺变成了软鳍,” Joost Woltering 解释道。

另一个观察结果是,在这些鱼中,不仅鳍元素的形态发生了变化,而且伴随的鳍颜色也发生了变化。“雄性慈鲷的鳍上有亮黄色斑点,但这些仅限于软射线部分。我们观察到,当软射线变成脊椎时,鳍也失去了这个位置的黄点,”说约斯特沃尔特林。这一观察表明,在多刺鱼中,刺和软鳍是一个更大的发育模块的组成部分,它决定了鳍的许多可见特征。

当拼图拼凑起来时,团队开始意识到在刺鳍的进化过程中已经重新部署了一个高度保守的图案系统。“事实上,决定刺出现的鳍域的遗传密码在没有刺的鳍中也很活跃。这表明祖先遗传模式被重新部署以制造刺,”Rebekka Höch 说。

考虑到这一新获得的见解,作者着手研究鲶鱼的鳍图案,这是一群成员在鳍上独立进化出刺的鱼类。事实上,为慈鲷的刺鉴定的遗传密码与鲶鱼的刺之一相匹配。尽管不同的刺鱼物种之间存在一些差异,但它总体上表明存在一种高度保守的鳍模式,当进化选择有利于这种模式时,它依赖于制造棘刺。

对于未来的研究,该团队将专注于在已识别的脊柱和软鳍控制基因下游起作用的基因,以找出它们如何通过控制骨化和细胞生长途径来改变鳍形态。“最后,我们希望更好地了解新的解剖结构是如何产生的,使某些物种比其他物种更成功,以及这如何促成鱼类谱系令人难以置信的进化多样性,”Joost Woltering 总结道。

前瞻经济学人APP资讯组

本文来源前瞻网,转载请注明来源。本文内容仅代表作者个人观点,本站只提供参考并不构成任何投资及应用建议。(若存在内容、版权或其它问题,请联系:service@qianzhan.com)

 

广告
责任编辑: 4126TJ

责任编辑: 4126TJ
人家也是有底线的啦~
广告