日前，科學(xué)家首次對海馬進(jìn)行了全基因測序，發(fā)現(xiàn)它的進(jìn)化速度已經(jīng)超越了至今為止其它任何種類的硬骨魚。

這種高速進(jìn)化正好能夠解釋海馬身上存在的奇怪特征，包括它們?yōu)槭裁礇]有牙齒、為啥具有管狀的鼻子、獨特體型的秘密以及海馬為什么是雄性懷孕而不是雌性。

新加坡科學(xué)技術(shù)研究局的工作人員Byrappa Venkatesh在接受PBS Newshour采訪時表示，我們已經(jīng)在海馬的基因中發(fā)現(xiàn)了一些列的變化，這能夠幫助我們了解海馬為什么會形成現(xiàn)在這種生活狀態(tài)。

Venkatesh及團(tuán)隊對虎尾海馬(Hippocampus comes)進(jìn)行了基因組測序，這種瀕危物種來自西太平洋中部的熱帶地區(qū)，體長能夠達(dá)到18.7厘米(約合7.4英寸)。

一旦基因測序的結(jié)果出來，他們就可以開始拼湊除海馬以外硬骨魚的進(jìn)化史，這其中包括地球上96%的魚類，當(dāng)然，進(jìn)化樹頂點的魚類也在內(nèi)。

你需要認(rèn)識到海馬是魚類，就像鯰魚、鮭魚甚至你家魚缸里的魚一樣，而這才是問題的關(guān)鍵。

海馬看起來就像是介于小馬駒和海鰻之間的生物，它們的近親，海龍和尖嘴魚跟海馬一樣看起來根本就不像這顆星球上的任何一種魚類。

現(xiàn)在科學(xué)家們已經(jīng)確定了導(dǎo)致海馬奇特生理特征的基因通路，例如沒有牙齒和腹鰭缺失，乃至雄性生育并照顧后代的能力。

我們發(fā)現(xiàn)在海馬的基因中有這樣一條線索揭開了這些謎團(tuán)，它們實際上缺失了P/Q-rich SCPP基因，這一基因在其它硬骨魚中負(fù)責(zé)牙齒的形成。

進(jìn)化壓力似乎可以解釋海馬的下巴為什么最終演化成這樣一根長長的管狀鼻，因為這樣它們就可以直接進(jìn)食小塊的食物，例如小型魚類和浮游生物等，以便于將它們整個吞下。

海馬也沒有腹鰭< ，這讓它們獲得了可愛的外表和傲人的胸部。研究人員發(fā)現(xiàn)這是因為它們?nèi)鄙?a target="_blank" rel="external" >tbx4基因，在魚類和哺乳動物中，它是負(fù)責(zé)肢體發(fā)育的調(diào)節(jié)器。

研究團(tuán)隊表示，鑒于tbx4在哺乳動物中負(fù)責(zé)下肢的形成與發(fā)育，我們猜測虎尾海馬的腹鰭缺失與這種基因有關(guān)。

為了驗證，研究人員讓普通斑馬魚胚胎內(nèi)的tbx4基因失活，看看到底會發(fā)生什么。

德國康斯坦茨大學(xué)的Axel Meyer在接受采訪時候表示，實驗結(jié)果是斑馬魚的突變，它們確實失去了腹鰭，這也證明了缺失這種重要基因的后果。

海馬的基因組中還顯示它們沒有嗅覺基因，這也是為什么它們在海洋中遨游時更依賴眼睛，而是不會像其它魚類一樣多半靠嗅覺和味覺。

虎尾海馬體內(nèi)能被我們識別出的嗅覺感受器基因的數(shù)目明顯比其它硬骨魚少。

研究團(tuán)隊表示，我們分析了這么多鰭刺類魚的基因，海馬體內(nèi)的嗅覺基因是最少的，僅有26個。

但除去各種基因缺失不說，海馬的基因組中倒是出現(xiàn)了一種非常豐富的基因：patristacin基因。該基因不僅跟海馬的雄性懷孕有關(guān)，其實它還具有六種不同的變體。

那么，海馬究竟是如何從這些基因編碼中得到體態(tài)變化的呢？它們又是怎樣在地球魚類中脫穎而出的？

研究人員發(fā)現(xiàn)，相比于其它硬骨魚的基因史，海馬基因具有高頻率的中性突變，這種突變對未來的生存可能有益也可能有害，這也表明它們的DNA變化的速度更快。

最后，科學(xué)家們總結(jié)道，通過比較基因組分析我們發(fā)現(xiàn)虎尾海馬基因組中蛋白質(zhì)和核苷酸的進(jìn)化率都比其它硬骨魚要高，但是原因我們還尚未知曉。

該研究已經(jīng)發(fā)表在《自然》雜志上了。

[千里之外 via sciencealert]