大约4000万年前,南极洲附近海域游泳足够温暖。

温和的温度允许各种各样的鱼在南大洋直到大陆和海洋气候变化导致转向酷。随着冰川的成长,他们的鱼逃跑,其中一组,notothenioid鱼类,多样化的机会,扩展到每一个可用的栖息地。

是什么让这些鱼能在他们的新,恶劣的环境吗?根据最近的一项研究来自东北的海洋科学中心,notothenioids曾经历了一段基因多样化,之前把冰冷的水域。当气候变化时,他们都准备好了。

说:“这是一个有趣的生态故事雅各布Daane东北博士后研究员,该论文的第一作者。“它帮助通知我们了解物种的多样化对环境变化的反应。”

,因为许多这些相同的特征被认为是严重的疾病在我们自己的物种,他们的工作也可以帮助我们了解更多关于人类健康。

过度的多样性

说:“祖先notothenioid是bottom-dweller h·威廉·Detrich东北教授的海洋和环境科学。它有密集的骨头和缺乏充气袋,大多数鱼都让他们毫不费力地浮在水里。

现代notothenioids脆弱,光骨头和油性的身体来帮助他们生活和吃在不同级别的水柱。通过测序的基因组的特定部分超过40 notothenioid物种,研究人员能够分析这些突变开始发生时。令他们吃惊的是,他们发现,这些特征已经漂浮在基因池早在温度下降。

“之前他们的竞争对手在本质上是追逐,南极物种已经进化骨骼密度大大减少,“Detrich说。“有很多变化在这些鱼之前冰川作用比人们想象的。”

一段时间的气候发生了变化,变化的数量notothenioid基因库增加。比平常快基因突变,导致过多的遗传多样性。研究人员不确定是什么导致了这个激增,但它给了鱼竞争优势当他们突然需要适应剧烈的环境变化。

“他们的皮球一样,在某种程度上,利用了很多机会,应对这一气候事件,“Daane说。

我们当前的气候不断变化,像这样的研究可以帮助研究人员预测不同物种如何处理新常态。不仅强调了理解的重要性现在动物住在哪里,但是其潜在的遗传多样性可能有助于在未来适应。

“为了预测生物是如何应对气候变化的海洋,我们需要了解他们的基因和基因组的历史,“Detrich说。“有足够的变异发生在这些鱼,和足够的后代变异的鱼利用,以便他们将发展和应对气候变暖?”

脆弱的骨头,坏血,巨大的心

相同的基因突变,帮助notothenioids茁壮成长在气候变化时可以在人类是致命的。种notothenioids脆弱的骨头,低效的肾脏,杂草丛生的心,和透明的血。研究其基因可以提供更好的理解人类疾病。

“这些鱼是繁荣的,尽管其中的一些变化,“Daane说。“我们希望识别机制,这些鱼使用平衡负面影响。”

研究人员检测了三个基因特别是,骨质密度有关。这些基因的变化允许notothenioids海底。但在人类,这些突变可以是致命的。如果一个人幸存了下来,他们可能会遭遇严重的骨骼畸形和骨质疏松。

了解这些基因的作用,研究人员发表了类似的突变斑马鱼的胚胎,小型淡水小鱼经常用于研究。就像notothenioids,斑马鱼孵化与骨骼密度比平时少得多。但除此之外,他们看起来健康。

“似乎你可以这些基因变异鱼没有重大影响,“Daane说。“他们骨质密度较低,但他们。”

理解这些独特的notothenioid背后的基因变化特征可以帮助研究人员发现基因与心脏扩大,血液疾病,或肾脏疾病,甚至揭示方法来对待他们。

“鱼类和人类,我们所有的脊椎动物,“Detrich说。“我们看起来不一样,我们不一样的呼吸,我们不做很多事情,但是从根本上我们的生化和生理过程非常相似。”

这个故事最初发表2019年6月13日,新闻@东北部。