2019-05-31 05:38:01
淡水发现遗传优势允许一些海洋鱼类定居淡水栖息地

在最后一个冰河时代之后,一些海洋鱼类是如何从咸海到达新近可用的淡水生境的,并最终与海洋兄弟区别开来?

根据日本信息与系统研究组织(ROIS)的一组科学家的说法,它归结为遗传和饮食。该研究发表在5月30日的“科学”杂志上。

“海洋动物淡水定植的一个未被充分认识的限制因素是淡水生态系统中食物的营养质量差,”该研究的作者,国家遗传学研究所生态遗传学实验室的教授Jun Kitano表示。一般来说,海洋环境中的食物链富含ω-3脂肪酸DHA,这对动物的发育和健康至关重要。但淡水生态系统含有的DHA很少。

Kitano和主要作者Asano Ishikawa以及他的团队将淡水棘鱼的基因组与海洋棘鱼的基因组进行了比较,这是一种背部有三个刺的小鱼。

他们发现淡水三刺棘皮有多个拷贝的基因,称为Fads2,有助于合成DHA。随着基因的更多拷贝,鱼类可以合成更多的DHA,相比之下,他们的海洋表亲可以在他们的饮食中获得丰富的DHA。

为了进一步检验这一理论,研究人员开发了一种过度表达Fads2的海洋棘突的遗传突变体。它合成了更多的DHA并且表现出比对照海洋棘爪更长的寿命,进一步证明了利用可利用的DHA的遗传能力决定了鱼的定殖地点。

“目前还不清楚遗传优势何时出现,”北野说。 “可能是古代已灭绝的淡水物种在基因组中的某处具有额外的Fads2拷贝,或者通过其他突变适应DHA缺乏的饮食。”

根据北野的说法,也可能是该基因的多个拷贝允许某些版本获得新功能,例如更好地合成DHA的方法。

Fads2基因可以允许在棘突之外的物种中进行某些选择,因为它在以淡水定植的鱼类中也以更高的速率出现。先前的一项研究还显示了在极地地区定居的人类自然选择的特征。

“它似乎是一种超越鱼类的重要基因,包括人类在内的各种生物体中,”北野说。

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