研究人员解决了脊椎动物水-陆过渡的难题

  水陆过渡是脊椎动物进化史上的一次飞跃,是脊椎动物进化中最重要的科学问题之一。先前的研究表明,脊椎动物的着陆发生在骨鱼类中。

  由中国科学院昆明动物研究所牵头的研究小组与国内外研究人员合作,通过研究非洲肺鱼,比比希尔,pad鱼,鲍鱼和短吻鳄的基因组,揭示了脊椎动物水陆过渡的奥秘。噶尔。他们在两项研究中报告了这一发现,两项研究均发表在Cell上。

研究人员解决了脊椎动物水-陆过渡的难题

  研究人员分析的五个物种属于现存骨鱼类的两个主要组(裂片鱼和射线鳍鱼)。肺鱼是四足动物最接近的现存亲戚,拥有最大的基因组大小(40Gb),是人类基因组大小的10倍以上。

  研究人员发现,与肢体柔韧性有关的功能性元素可能起源于软骨鱼,并在叶片和射线鳍骨鱼中得到了保留,但在硬骨鱼中却完全消失了。原始的肺可能也起源于骨质鱼类的共同祖先,但随后在大多数射线鳍鱼类中,肺被游泳膀胱所取代。

  除了将肺鱼纳入分析之外,研究人员还提出,脊椎动物的水陆过渡过程可能是在基因创新的三个关键步骤中发生的。

  第一步是骨鱼的共同祖先已经具有初始的呼吸能力和相对分子基础。第二步是通过出现更多与呼吸相关的基因和翼翅目动物的功能元件来增加呼吸能力。第三步可能来自进一步的遗传创新,例如更多的基因和功能元件,为水到土地的过渡提供了最后的关键基础。

  此外,研究人员发现与肢体运动有关的功能也逐渐发展。肱骨是翼翅目前肢的近端基底元素,其起源于基底鳍鳍鱼中的翼状the肉,其半径可能起源于肺鱼和四足动物的祖先,而五ad肢最终出现在四足动物中。

  此外,他们表明水到地的过渡还伴随着循环系统,大脑和运动系统的共同进化。

  这些研究的发现对于了解脊椎动物从水到陆的进化机制和过程具有重要意义。

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