進化在這些奇異的“活化石”魚身上幾乎停止了

對一種被稱為雀鱔的古老尖鼻魚家族的研究發(fā)現(xiàn)了第一個確鑿的證據(jù)，證明生物學機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，導致達爾文在 1859 年創(chuàng)建該術(shù)語.但有明確證據(jù)表明背后有機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，而是為自然界的進化過程提供了基本證明。說耶魯大學進化生物學家蔡斯·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)學研究并改善人類健康。

來自美國和中國的Brownstein及其同事發(fā)現(xiàn)了兩種不同的物種——長鼻雀鱔（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共同祖先已經(jīng)過去了 1.05 億年。

馬和驢最后有一個共同的祖先就在400萬年前.雖然它們可以配對成功產(chǎn)生稱為騾子的后代，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，實際上，大約有6000萬年的歷史。

對481種有頜脊椎動物的1,105個DNA編碼區(qū)的分析發(fā)現(xiàn)，雀鱔的分子進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，新物種的進化也可能減慢。

“我們表明，雀鱔緩慢的分子進化速度阻礙了它們的物種形成速度，”說耶魯大學魚類學家托馬斯·尼爾。

“從根本上說，這是科學首次表明，一個譜系通過其生物學的內(nèi)在方面，符合活化石的標準。

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

然而，在速度方面，雀鱔顯然是贏家。

研究人員說，更高的進化率意味著，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。

“一個物種的基因組突變越慢，它就越有可能與一個單獨的物種雜交，而這個物種在很長一段時間內(nèi)都是從基因上分離出來的。說布朗斯坦。

2/13 自現(xiàn)代生物學早期以來，像達爾文這樣的思想家就意識到，一些現(xiàn)存的動植物似乎表現(xiàn)出令人難以置信的物種多樣性，因為它們的年齡，而且與它們的化石親戚幾乎沒有區(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），這是幾種活化石之一，與雀鱔不同，它們的基因組速度沒有極慢。對于像雀鱔這樣由超慢分子進化產(chǎn)生的活化石，他們認為強大的DNA修復機制是秘密，使它們能夠糾正突變。

“大多數(shù)癌癥是體細胞突變，代表個體DNA修復機制的失敗，”說近。

“如果進一步的研究證明雀鱔DNA修復機制非常有效，并發(fā)現(xiàn)是什么使它們?nèi)绱?，我們就可以開始考慮對人類健康的潛在應(yīng)用。

該研究已發(fā)表在演化.

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