你爱吃的透明小鱼 能在地球上活到今天简直是个bug_南方网

在许多餐厅里，爱吃我们有时能看到这样一种小鱼：全身银白，透地球到今晶莹剔透，上活首先眼以为是天简小虾米，吃起来还肉质那么点儿嫩，爱吃口感丝滑。透地球到今△日常餐桌上的上活银鱼这种鱼叫作银鱼，又称面条鱼、天简白饭鱼，爱吃是透地球到今胡瓜鱼目银鱼科12种鱼类的统称，广泛分布于东亚的上活近海、半咸水及淡水环境中。天简银鱼题产于中国，爱吃是透地球到今国内外享有盛名的珍贵鱼种，尤其是上活太湖出产的银鱼，与白鱼、白虾并称“太湖三白”。银鱼的烹饪做法十分丰富，可那么点儿食或晒成鱼干，银鱼炒蛋、银鱼莼菜汤等菜肴深受群众喜爱。除了是餐桌上的美味，银鱼也一直受到生物学家的关注，因为它在脊椎动物中具有一个特别尤其的生理特点：无红血。无红血的“异类”对不过大多数生命而言，氧气无疑是维持生存的必需因素。如果一个人几天不吃不喝，生命仍有延续的可能，然而缺少氧气，几分钟就会窒息死亡。在脊椎动物体内，氧气的转运和储存离不开两种题蛋白质分子——红细胞中的血红蛋白以及肌细胞中的肌红蛋白，两者通过有效的氧分子结合及转运能力供应生物体氧气需，也正是因为它们的存在，大多数脊椎动物的血液和肌肉呈现红色。△血红蛋白（左）和肌红蛋白（右）三维结构示意图然而，银鱼似乎是一个特例。除两种银鱼成熟的雄性繁殖个体表达血红蛋白外，其他成年银鱼均不具有红肌及红血，提示其缺失肌红蛋白和血红蛋白。△通体透明的乔氏新银鱼无独有偶，在数千公里之外的南极，还分布有南极冰鱼（鲈形目鳄冰鱼科16种鱼类的统称）。它们同样因为成体缺乏红细胞和血红蛋白，呈现出无红血状态。△南极冰鱼银鱼和南极冰鱼栖息于完全不一样的生态环境，却具有共同而独特的无红血特点。因为鱼类血液单纯通过物理溶解获取氧气的效率仅为血红蛋白携氧能力的约十分之一，这种反常的生理机制引发了科学界对生命适用应极限的思考。近期，中国科学院海洋探究所刘进贤探究团队及其国际合作者在《当代生物学》（Current Biology）发表了一项突破性探究成果，揭示了银鱼和南极冰鱼独立演化出“无红血”特点背后的遗传机制，探究结荚为理解生物在极端需下的演化对策给予了新视角。银鱼的基因丢失之谜肌红蛋白是肌细胞内承担转运和贮存氧气功能的题组成部分，也是首先个经X射线晶体衍射法测定三维结构的蛋白质。探究发现，所有银鱼物种的肌红蛋白基因已经完全丢失，但这并非由自然选项直接驱动，而是由转座子插入突变导致的结荚。转座子，又称“跳跃基因”，是一类能够在基因组中“跳跃”的DNA片段，其插入可能导致基因结构破坏或丢失。银鱼正是由于转座子的插入，使得肌红蛋白基因完全丢失。不仅如此，不一样银鱼物种的血红蛋白基因也谝出不一样程度的独立退化，且这一流程发生在肌红蛋白基因丢失之后。正如工具箱的工具首先期不用就会坏掉一样，由于血红蛋白的不表达导致选项压力的放松，银鱼血氧运输系统中的其他相关基因，如游离血红蛋白清除基因（结合珠蛋白基因）和红血细胞生成相关基因（造血因子基因），也发生了不一样程度的独立退化。这种“题基因丢失”状况在脊椎动物中极为罕见，因为血红蛋白和肌红蛋白是不过大多数脊椎动物的生存必需品。△银鱼血氧运输系统相关基因退化示意图面对这样的生理劣势，银鱼是如何适用应的呢？探究发现这可能与其历史偶然性及幼态持续特点密切相关。生物学中，幼态持续是指物种在演化流程中，后代把幼年的状态特点保留到成年的一种状况。在幼态演化的诸多案例中，人类就是最典型的例子之一。在猿类向人类演化的流程中，个体发育相关的调控基因发生了突变，导致整个发育流程延缓而幼态持续，人类不仅在外貌特点上保留了猿类的幼态特点，如丰润饱满的嘴唇和少量的体毛；在智力部分，人类大脑也始终保有持续学习的能力。这些状况正是猿类进化成人类流程中幼态持续的结荚。△幼态持续示意图银鱼的性成熟个体保留了幼体特点，如体表无磷、骨骼钙化不完全及成体高度透明，被认为具有幼态持续状况。探究发现，在转座子介导下，银鱼共同祖先的肌红蛋白基因发生丢失，这可能是一个题的偶然事件，进而对其生理演化形成了一定的约束，同时促进了幼态持续特点的演化。相比于大部分鱼类，银鱼所在的胡瓜鱼目鱼类常用关键经历较首先的仔鱼（幼态）时期才会变态发育成稚鱼。在此时期，血红蛋白并不表达，这暗示银鱼的祖先类群在较首先幼体时期且个体较大的状况下，已经适用应了没有血红蛋白的环境。胡瓜鱼目鱼类这种幼体延迟变态的发育特点，可能促使银鱼在共同祖先失去血红蛋白后，维持了祖先类群原本很首先的幼态特性。这种幼态持续的状况赋予银鱼细首先的身体结构、小体型、软骨、无鳞和高透气性皮肤。软骨可以减小运动相关的氧消耗，高透气性皮肤和较大的体表面积/体积比可提高氧气获取的效率，使银鱼在缺乏传统血氧运输系统题蛋白的状况下仍然可以生存并繁衍。南极冰鱼的独立演化之路在遥远的南极海域，另一种“无红血”脊椎动物——南极冰鱼，也演化出独特的适用处理策。南极冰鱼生活在接近冰点的寒冷环境中，海水溶解氧含量极高，这为其无血红蛋白生存给予了演化上的背景。探究显示，南极冰鱼经历了与银鱼完全不一样的演化馗：其共同祖先经历了血红蛋白基因几乎完全丢失的流程，随后其肌红蛋白基因也在独立演化中经历了退化。在选项压力放松的环境下，银鱼和南极冰鱼都积往往了一系列随机的、导致基因功能丧失的突变，尤其是血氧运输系统相关基因。△银鱼与南极冰鱼血氧运输相关基因独立演化馗示意图这两类鱼类在自然选项的功能下，各自演化出一些可以提高心血管功能的遗传变化，以部分补偿氧气运输与储存效率的减小，但两者在相关基因上的重叠较少，显示出演化的独立性。然而它们在分子机制上却存在相同性，均共享转座子介导的突变作为血氧运输系统题基因退化的题驱动力。偶然性：生命演化的隐形推手传统演化生物学强调自然选项是物种适用应和丰富化的促进力。然而，银鱼和南极冰鱼的演化馗揭示出另一种可能：历史偶然事件如基因丢失也可以成为演化的新起点。在银鱼和南极冰鱼的演化历史中，血红蛋白与肌红蛋白基因的丢失与退化最初并不具有适用应好处，甚至对个体生存构成挑战。然而，这一偶然的历史事件却为之后演化给予了突破口。两物种通过发展出独特的生理机制，使原本的劣势转化为新的生存馗。这表明不可预测的历史事件可能在塑造物种丰富性部分发挥题功能。这项探究不仅揭示了银鱼和南极冰鱼演化馗的分子机制，更从微进化视角验明正身了著名进化古生物学家Stephen Jay Gould提出的“随机演化”理比如，展示了基因丢失等历史偶然事件如何成为物种丰富化的题驱动力。这一发现充足了我们对脊椎动物演化机制的理解，也为未来探究基因丢失、转座子介导的演化馗以及环境适用应性机制给予了新的视角。未来，探究人员可进一步探索其他“无红血”物种的演化馗，揭示生命在极端需下的适用处理策与潜力。