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侏儒海马失去了长吻,这使它们存活了1800万年

了解侏儒海马的首次基因组测序是如何揭示它们是伪装和进化的佼佼者。

Stephanie Edwards
作者Stephanie Edwards
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In the course of evolution, the pygmy seahorse has adapted its appearance almost perfectly to the coral on which it lives.
在进化的过程中,侏儒海马几乎完美地适应了它们所栖息的珊瑚。(图片来源:Frank Schneidewind)

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海马最容易辨认的部分是赋予它们名字的长吻。但你知道有一种海马已经进化掉了它们的吻吗?

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侏儒海马是最小的脊椎动物之一,大小与你的拇指指甲差不多,它没有其他海马标志性的马形长吻。一项发表在《美国国家科学院院刊》上的新研究,通过首次对侏儒海马的基因组进行测序,探究了这种海马为何会失去长吻,并找到了答案。

侏儒海马鼻子短小的原因是什么?为了帮助它们融入它们称之为家的珊瑚。

“海马通常有一个像马一样的长吻……然而,这会让侏儒海马区别于珊瑚的形状,”康斯坦茨大学教授 Axel Meyer 在一份新闻稿中说。“我们非常想找出侏儒海马这种不同的外观是在发育的哪个阶段形成的,以便提供良好的伪装,以及哪些基因负责。”

侏儒海马长什么样?

The pygmy seahorse is just the size of a thumbnail and is difficult to spot thanks to its camouflage.

侏儒海马只有拇指甲大小,由于其伪装能力,很难被发现。

(图片来源:Frank Schneidewind)

侏儒海马以善于伪装而闻名,它们能完美地融入它们所依附的特定种类的珊瑚。随着时间的推移,它们进化出了适应性的身体形状和颜色,以便在附着在珊瑚上时保持不被发现,耐心等待食物飘过。它们的伪装能力如此之强,以至于直到45年前才被科学家发现,并且至今仍是极其难以捉摸的海洋生物。

在幼年时期,侏儒海马与其他海马物种看起来并无不同。在发育的早期阶段,所有海马都拥有短而矮胖的吻,这给了它们可爱的、婴儿般的模样。然而,当其他海马物种长大后会摆脱这种稚嫩的外观时,侏儒海马却永远保持着这种状态。

“通常情况下,不同的基因成分组合会导致海马的吻从某个年龄开始比身体其他部位生长得更快,从而变得细长。但在侏儒海马中,我们现在发现,这些不同的生长速率受到了抑制,因为 hoxab2b 基因已经丢失,”Meyer 在新闻稿中说。


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侏儒海马基因组测序

为了更深入地了解这些基因丢失,科学家们分析了侏儒海马在不同发育阶段的基因表达。通过这项分析,侏儒海马与其他海马物种之间出现了一些令人惊讶的区别。

研究团队不仅发现侏儒海马的短吻是由于 基因 丢失造成的,还发现侏儒海马丢失了数量惊人的免疫基因。此外,他们发现侏儒海马不仅拥有所有海马物种中最小的免疫相关基因组,而且是所有脊椎动物中最小的。

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“这可能是因为侏儒海马能够耐受珊瑚毒素,甚至能为它们提供免受微生物侵害的保护。因此,它们的免疫系统不再需要相应的基因,”Meyer 在新闻稿中说。

总而言之,这些关于侏儒海马独特基因的发现使它们成为进化过程的完美范例。它们选择了对它们有利的特征,经过数百万年和许多代人的演变,淘汰了其他一切。

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    Stephanie Edwards 是《发现》杂志的市场协调员,负责管理所有社交媒体平台,并撰写关注考古学、环境和公共卫生的数字文章。

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