青藏高原素有“世界屋脊”之稱,是世界上海拔最高、面積最大的高原,平均海拔4000米以上,寒冷、低氧、強紫外線的環(huán)境條件極其不利于生物的生存。
但就是在這種極限之地,依然有大量魚類,但是土著魚類主要局限在三個類群:123種高原鰍屬魚類(Triplophysa)、76種裂腹魚類(Schizothoracine fishes)、43種鰋鮡魚類(Glyptosternoid fishes)。
三個魚類類群種類繁多,廣泛分布于青藏高原及其鄰近地區(qū),對青藏高原的極端環(huán)境表現(xiàn)出極強的適應性。
中國科學院水生生物研究所魚類系統(tǒng)學與生物地理學學科組科研人員通過對高原鰍、裂腹魚類、鰋鮡魚類三種高原魚類和低海拔魚類進行比較基因組學研究,探討了三大高原魚類在適應青藏高原極端環(huán)境過程中發(fā)生的分子水平的趨同進化。
研究結果顯示:
1、三大高原魚類與低海拔的魚類相比,均呈現(xiàn)出進化速率顯著加快的現(xiàn)象。
2、高原魚類中一共檢測到368個基因受到了正選擇作用,并顯著富集于能量和低氧代謝的通路中。
3、在三大高原魚類中鑒定到大量分子水平上的氨基酸平行替代。更重要的是,這些氨基酸平行替代位點中近半數(shù)都是高原魚類所特有的。
4、功能實驗結果表明,低氧調(diào)控通路的關鍵基因VHL在常氧條件下,三大高原魚類中均顯著低于低海拔魚類,但在低氧條件下均高于低海拔魚類。
這些結果表明,三大高原魚類在青藏高原極端環(huán)境下,發(fā)生了顯著的趨同進化現(xiàn)象。
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