進(jìn)化在這些奇異的“活化石”魚(yú)身上幾乎停止了

對(duì)一種被稱(chēng)為雀鱔的古老尖鼻魚(yú)家族的研究發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)確鑿的證據(jù)，證明生物學(xué)機(jī)制可以解釋它們作為“活化石”的地位。

一些生物體的物種多樣性和與古代祖先的物理差異非常低，導(dǎo)致達(dá)爾文在 1859 年創(chuàng)建該術(shù)語(yǔ).但有明確證據(jù)表明背后有機(jī)制活化石以前不存在。

“我們的論文表明，活化石不僅僅是歷史上的奇怪事故，而是為自然界的進(jìn)化過(guò)程提供了基本證明。說(shuō)耶魯大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家蔡斯·布朗斯坦（Chase Brownstein）。

“它不僅有助于我們更好地了解地球的生物多樣性，而且有朝一日有可能應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究并改善人類(lèi)健康。

來(lái)自美國(guó)和中國(guó)的Brownstein及其同事發(fā)現(xiàn)了兩種不同的物種——長(zhǎng)鼻雀鱔（骨鱗鱗鯛（Lepisosteus osseus））和鱷雀鱔（蒼術(shù)（Atractosteus spatula）） – 可以產(chǎn)生肥沃的混合后代，盡管距離他們最后一個(gè)共同祖先已經(jīng)過(guò)去了 1.05 億年。

馬和驢最后有一個(gè)共同的祖先就在400萬(wàn)年前.雖然它們可以配對(duì)成功產(chǎn)生稱(chēng)為騾子的后代，但雜交種通常是不育的。研究小組發(fā)現(xiàn)，雀鱔是已知最古老的不同物種的共同祖先，實(shí)際上，大約有6000萬(wàn)年的歷史。

對(duì)481種有頜脊椎動(dòng)物的1,105個(gè)DNA編碼區(qū)的分析發(fā)現(xiàn)，雀鱔的分子進(jìn)化速度是所有雀鱔中最慢的，這可以解釋為什么它們的雜交種即使在1億年后仍然具有活力和可育性。

當(dāng)遺傳變化發(fā)生得足夠緩慢，即使是非常不同的物種仍然可以交配并產(chǎn)生雜交種時(shí)，新物種的進(jìn)化也可能減慢。

“我們表明，雀鱔緩慢的分子進(jìn)化速度阻礙了它們的物種形成速度，”說(shuō)耶魯大學(xué)魚(yú)類(lèi)學(xué)家托馬斯·尼爾。

“從根本上說(shuō)，這是科學(xué)首次表明，一個(gè)譜系通過(guò)其生物學(xué)的內(nèi)在方面，符合活化石的標(biāo)準(zhǔn)。

鱘魚(yú)和槳魚(yú)– 具有共同祖先的物種，也已知會(huì)產(chǎn)生可育的雜交種 – 具有同樣緩慢的進(jìn)化速度。

然而，在速度方面，雀鱔顯然是贏家。

研究人員說(shuō)，更高的進(jìn)化率意味著，如果正常孤立的種群以某種方式接觸和繁殖，它們就不太可能彼此兼容。

“一個(gè)物種的基因組突變?cè)铰?，它就越有可能與一個(gè)單獨(dú)的物種雜交，而這個(gè)物種在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都是從基因上分離出來(lái)的。說(shuō)布朗斯坦。

2/13 自現(xiàn)代生物學(xué)早期以來(lái)，像達(dá)爾文這樣的思想家就意識(shí)到，一些現(xiàn)存的動(dòng)植物似乎表現(xiàn)出令人難以置信的物種多樣性，因?yàn)樗鼈兊哪挲g，而且與它們的化石親戚幾乎沒(méi)有區(qū)別。pic.twitter.com/eJP8L50Rby

— Chase Brownstein （@ChaseBrownstein）3月 4， 2024

研究人員指出，一些活化石可能是“歷史的意外”，比如大蜥蜴（Sphenodon punctatus 點(diǎn)），這是幾種活化石之一，與雀鱔不同，它們的基因組速度沒(méi)有極慢。對(duì)于像雀鱔這樣由超慢分子進(jìn)化產(chǎn)生的活化石，他們認(rèn)為強(qiáng)大的DNA修復(fù)機(jī)制是秘密，使它們能夠糾正突變。

“大多數(shù)癌癥是體細(xì)胞突變，代表個(gè)體DNA修復(fù)機(jī)制的失敗，”說(shuō)近。

“如果進(jìn)一步的研究證明雀鱔DNA修復(fù)機(jī)制非常有效，并發(fā)現(xiàn)是什么使它們?nèi)绱?，我們就可以開(kāi)始考慮對(duì)人類(lèi)健康的潛在應(yīng)用。

該研究已發(fā)表在演化.

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