海葵中的小丑魚。致謝:薩拉·海姆
（神秘的學(xué)家小丑地球uux.cn）據(jù)分子生物學(xué)和進(jìn)化學(xué)會(huì)（凱西·麥格拉思）：小丑魚以其鮮艷的顏色和與海葵不尋常的共生關(guān)系而聞名，長(zhǎng)期以來一直吸引著科學(xué)家和自然愛好者的研究魚想象力。它們也是進(jìn)化研究適應(yīng)性輻射的有希望的模式生物，因?yàn)樗鼈兣c海葵的生物深入相互作用似乎引發(fā)了它們迅速分化成28個(gè)物種。
盡管小丑魚很受歡迎，學(xué)家小丑但是研究魚，它們非凡的進(jìn)化輻射背后的遺傳基礎(chǔ)和進(jìn)化機(jī)制直到現(xiàn)在還沒有被探索。發(fā)表在《基因組生物學(xué)和進(jìn)化》上的生物深入一項(xiàng)新研究題為“小丑魚適應(yīng)輻射的基因組學(xué)洞察:多樣化的基因組底物”，為基因組架構(gòu)和進(jìn)化機(jī)制提供了新的學(xué)家小丑見解，這些機(jī)制使小丑魚能夠在各種生態(tài)位中多樣化和茁壯成長(zhǎng)。研究魚
這項(xiàng)研究是進(jìn)化由洛桑大學(xué)的Anna Marcionetti和Nicolas Salamin進(jìn)行的，他們比較了10種小丑魚的生物深入基因組序列，這些小丑魚根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育的學(xué)家小丑相關(guān)性分為五組。每一對(duì)包括一個(gè)通才小丑魚物種，研究魚它可能與幾種不同的海葵宿主相關(guān)聯(lián)，還有一個(gè)專性物種，它只棲息在一種海葵上。
因此，就宿主利用而言，成對(duì)之間存在生態(tài)和表型差異，成對(duì)之間也存在生態(tài)和表型趨同模式。這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)讓研究人員能夠研究小丑魚輻射后平行和收斂進(jìn)化的作用。
“適應(yīng)性輻射一直令我感興趣，因?yàn)樗鼈兛梢詭椭覀兝斫馕锓N起源背后的機(jī)制，”薩拉明說。“能夠結(jié)合新的基因組資源來詳細(xì)研究小丑魚輻射的遺傳機(jī)制是令人興奮的，因?yàn)樗梢詭椭覀兞私膺@一標(biāo)志性群體是如何進(jìn)化的，以及物種是如何適應(yīng)海葵的，這是一種非常有趣的互利互動(dòng)。”
這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)表明，小丑魚譜系之間的雜交在它們的進(jìn)化軌跡中發(fā)揮了重要作用。此外，該研究揭示了小丑魚進(jìn)化的全基因組加速，超過5%的基因被發(fā)現(xiàn)處于正向選擇之下。這包括幾個(gè)可能與小丑魚特有的基于大小的等級(jí)社會(huì)結(jié)構(gòu)有關(guān)的基因。在小丑魚的社會(huì)群體中，繁殖的雌性和雄性分別是最大和第二大的個(gè)體，隨著等級(jí)的下降，不繁殖的個(gè)體逐漸變小。
小丑魚中正選擇的基因包括生長(zhǎng)抑素，它可能控制與這種基于大小的社會(huì)結(jié)構(gòu)相關(guān)的生長(zhǎng)；基因NPF RF 2，其可能通過調(diào)節(jié)食物攝入和食欲來影響生長(zhǎng)；以及調(diào)節(jié)社會(huì)行為的同素受體。
積極選擇的基因還包括那些參與適應(yīng)不同生態(tài)位的基因，如視紫紅質(zhì)基因，一種允許在不同深度微調(diào)視覺系統(tǒng)的基因，以及duox基因，它調(diào)節(jié)白色條紋的形成，使小丑魚具有獨(dú)特的外觀。這些發(fā)現(xiàn)表明，在小丑魚中觀察到的加速進(jìn)化速率可能與它們獨(dú)特的社會(huì)和生態(tài)適應(yīng)的出現(xiàn)有關(guān)。
有趣的是，這項(xiàng)研究還揭示了通才小丑魚物種，它們可能與多達(dá)10種不同的海葵宿主相關(guān)聯(lián)，比只棲息在一種海葵上的專業(yè)物種表現(xiàn)出更快的進(jìn)化速度。這可能反映了多面手必須適應(yīng)的更加多樣化或動(dòng)態(tài)的環(huán)境。此外，研究人員在專家或通才物種中發(fā)現(xiàn)了具有放松或強(qiáng)化凈化選擇平行模式的基因，表明通才和專家向相似生態(tài)位的平行進(jìn)化。
雖然這些結(jié)果很有趣，但作者承認(rèn)將這些發(fā)現(xiàn)與小丑魚表型聯(lián)系起來的挑戰(zhàn)，以及未來研究充分表征小丑魚生態(tài)和功能特征的需要。“要全面了解小丑魚的輻射情況，就必須全面了解它們的生態(tài)和功能特征。然而，這項(xiàng)研究提出了可能參與群體多樣化的候選基因和途徑，為未來的功能研究提供了有價(jià)值的線索，”研究人員說。
此外，這項(xiàng)研究的結(jié)果可用于指導(dǎo)未來的海洋養(yǎng)護(hù)和管理工作，因?yàn)樗鼈兣c小丑魚種群有關(guān)。了解小丑魚對(duì)環(huán)境的遺傳適應(yīng)，包括它們的社會(huì)結(jié)構(gòu)和與海葵的相互作用，可以幫助制定有針對(duì)性的保護(hù)干預(yù)措施，以減輕環(huán)境壓力的影響，促進(jìn)小丑魚種群的長(zhǎng)期生存。
這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了在制定保護(hù)計(jì)劃時(shí)考慮物種生物學(xué)遺傳方面的重要性，并強(qiáng)調(diào)了繼續(xù)研究和保護(hù)努力以保護(hù)這些標(biāo)志性海洋物種的必要性。

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