《幸運飛艇預測網》我科學傢揭開脊椎動物從水生到陸生的演化之謎

《幸運飛艇預測網》我科學傢揭開脊椎動物從水生到陸生的演化之謎

  光明日報北京2月5日凌晨電(記者張蕾)我國科學傢通過基因組數據分析,揭示瞭古脊椎動物從水中登上陸地這一演化事件的歷程,解答瞭關鍵性的演化問題,找到古魚類在登陸之前已經完成的關鍵性準備,並確認魚鰾起源自原始的肺,證明瞭達爾文關於肺和魚鰾關系的假說。這一重大成果最新發表在學術期刊《細胞》上。

  如何在不憑借水體浮力的情況下用魚鰭支撐身體運動,並從呼吸水中的氧轉為呼吸空氣中的氧……在從水生到陸生的演化過程中,脊椎動物有許多障礙需要克服。“陸地脊椎動物的起源一直是生物演化研究關註的重點。我們的祖先從水裡來,這已經是共識,但魚類在登陸過程中,身體結構和生理功能都產生瞭大量適應性變異,比如由魚鰭變為四肢以支撐身體運動,由鰓呼吸變為肺呼吸等。”論文第一作者、深圳華大生命科學研究院研究員畢旭鵬說。
  雖然現生兩棲類被認為是成功登陸的脊椎動物,但是最早上岸的“先遣隊”卻早已湮沒在歷史長河中。幸運飛艇預測程式的是,多鰭魚、鱘魚、弓鰭魚等現生水生物種還保留許多與“先遣隊”類似的生物學特征。例如,塞內加爾多鰭魚擁有原始的肺,可以脫離水面存活一段時間,並且能夠在氧容量極低的環境中通過背部的噴水孔呼吸空氣。“這一研究從多鰭魚等遠古孑遺動物入手,結合魚類解剖學、古生物學、比較基因組學等多學科交叉手段,揭示瞭脊椎動物從水生到陸生演化的相關遺傳基礎。”論文通訊作者、深圳華大生命科學研究院副院長、丹麥哥本哈根大學終身教授張國捷說。
  “達爾文曾提出肺和魚鰾是同源器官的假說。我們從結構和基因表達上證明瞭這一假說,而且確認瞭演化的先後順序,即魚鰾從原始的肺演化而來。”論文通訊作者、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員朱敏強調。“遠古魚類的肺或魚鰾表面血管密佈,這有助於氧的擴散和運輸。而一些肺特異性表達基因在魚類祖先的體內出現,則暗示著‘原肺’形成的分子基礎在魚類登陸前就已經建立。”論文通訊作者、西北工業大學教授王文進一步解釋。
  心肺系統協同演化對脊椎動物登陸相當重要。從魚類的“一心房一心室”到人類的“兩心房兩心室”,心臟結構趨於完善,功能變得復雜。“我們找到瞭與這一演化過程功能創新相關的遺傳證據,新發現的基因調控元件與人類心臟疾病有關。”在張國捷看來,基於物種演化過程的比較分析,既為揭示生物復雜性狀的形成機制提供瞭重要手段,也為生物醫學研究提供瞭有力工具。
  《光明日報》( 2021年02月05日 09版)

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