科研團隊構建深海魚類生命“進化樹” 揭示脊椎動物征服深淵歷程
作者:任娜
發布時間:2025-03-08 18:00:04 來源:西安新聞網
3月7日記者獲悉,西北工業大學生態環境學院王坤教授團隊聯合中國科學院深海科學與工程研究所何舜平研究員團隊、張海濱研究員團隊,通過構建深海魚類的“生命進化樹”,揭示了脊椎動物征服深淵的歷程。
一直以來,深海尤其是位于海平面6000米以下的深淵區域,被認為是生命難以生存的禁區。為探究生命如何適應如此嚴苛的環境,此前研究團隊以深淵區域的代表性物種——超深淵獅子魚為研究模型,深入探索了該物種在極端環境中的適應性遺傳機制。相關研究成果揭示了超深淵獅子魚的生存密碼,發現這群“深淵居民”在感官系統、晝夜節律及骨骼系統等方面均發生了重大適應性變化,并從細胞層次揭示了其應對高靜水壓力的遺傳基礎。但由于研究集中于單一物種,關于脊椎動物在深海環境中適應性的全面理解仍有欠缺。
為填補這一空白,西工大研究團隊與中國科學院深海科學與工程研究所展開聯合研究,經過多次深海巡航,采集到來自深海不同區域的11種魚類樣本。通過對這些樣本的基因組數據進行深入分析,研究團隊構建了深海魚類的“生命進化樹”,揭示了脊椎動物征服深淵的歷程。結果顯示,少數類群的深海魚類在1億年前便開始適應深海環境,而大多數現存的深海魚類則是在6500萬年前的大滅絕事件后才進入深海區域。
此次研究發現,深海魚類展現出較低的突變速率,并且與DNA修復及細胞膜功能維持相關的自然選擇信號,同時對深海黑暗環境也發生了不同層次的適應性改變。通過對脊椎動物應對高壓環境的分子機制的研究,結果表明,氧化三甲胺并不能單獨解釋所有深海魚類在高壓下的適應機制,可能存在著更精妙的分子機制。突破性的發現是,所有生存深度在3000米以下的深海魚類均存在一種高度保守的RTF1基因突變(Q550L),實驗表明此變突影響了轉錄效率,揭示了這一基因在適應高壓環境中的潛在作用。這一發現為揭示深海生物壓力適應的分子機制開辟了新的研究方向。
此外,研究團隊還發現,來自馬里亞納海溝和菲律賓海溝的超深淵獅子魚,其肝臟組織中含有極高水平的多氯聯苯(PCBs),這是一種常見的人工合成污染物。這一發現顯示,人類活動已對深海脊椎動物產生了深遠的影響,甚至在地球最深的海溝中亦難以逃脫污染的侵襲。這些研究成果不僅展示了深海魚類如何適應極端環境的關鍵機制,也為大家提供了深入理解脊椎動物如何突破高壓生存禁區的寶貴視角,并為未來生物學、生態學以及深海保護研究開辟新的前沿領域。
