記者從西北工業(yè)大學獲悉：該?？蒲袌F隊與中國科學院深?？茖W與工程研究所展開了一項聯(lián)合研究，經過多次深海巡航，采集到來自深海不同區(qū)域的11種魚類樣本，并對其基因組數(shù)據(jù)展開深入分析，從而構建了深海魚類的“生命進化樹”，揭示了脊椎動物征服深淵的歷程。
深海，尤其是位于海平面6000米以下的深淵區(qū)域，一直以來被認為是生命難以生存的禁區(qū)。這里常年黑暗、寒冷，食物稀缺，靜水壓力極高，如此極端的環(huán)境幾乎讓人無法想象復雜生命能在此生存。然而，隨著深海探測技術的飛速發(fā)展，這一認知已被徹底顛覆。深淵帶不僅存在生命，更孕育出獨特而豐富的生態(tài)系統(tǒng)。探究這些生命如何適應如此嚴苛的環(huán)境，為理解生物演化、推動生物保護提供了寶貴的視角。
研究團隊此前以深淵區(qū)域的代表性物種——超深淵獅子魚為研究模型，深入探索了該物種在極端環(huán)境中的適應性遺傳機制。團隊分別于2019年在《自然-生態(tài)與進化》和2023年在《e Life》期刊上發(fā)表了相關研究論文，揭示了超深淵獅子魚的生存密碼，發(fā)現(xiàn)這群“深淵居民”在感官系統(tǒng)、晝夜節(jié)律及骨骼系統(tǒng)等方面均發(fā)生了重大適應性變化，并從細胞層次揭示了其應對高靜水壓力的遺傳基礎。然而，由于研究集中于單一物種，關于脊椎動物在深海環(huán)境中適應性的全面理解仍有所欠缺。
為填補這一空白，西工大生態(tài)環(huán)境學院王堃教授團隊攜手中國科學院深海科學與工程研究所何舜平研究員團隊、張海濱研究員團隊，展開更進一步聯(lián)合研究，通過對采集到的深海不同區(qū)域11種魚類樣本基因組數(shù)據(jù)的深入分析，相關最新原創(chuàng)研究成果于日前在《細胞》發(fā)表，西工大博士研究生許文杰為共同第一作者。
研究結果顯示，少數(shù)類群的深海魚類在1億年前便開始適應深海環(huán)境，而大多數(shù)現(xiàn)存的深海魚類則是在6500萬年前的大滅絕事件后才進入深海區(qū)域。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，深海魚類展現(xiàn)出較低的突變速率，并且與DNA修復及細胞膜功能維持相關的自然選擇信號，同時對深海黑暗環(huán)境的也發(fā)生了不同層次的適應性改變。
同時，研究團隊進一步探討了脊椎動物應對高壓環(huán)境的分子機制。此前，能夠在高壓下穩(wěn)定蛋白質結構的氧化三甲胺（TMAO）被認為是脊椎動物適應深海高壓環(huán)境的“抗壓神器”。而團隊通過測定不同深度魚類肌肉組織中的TMAO含量，發(fā)現(xiàn)生存深度0-6000米的魚類，TMAO含量隨著深度增加而升高，但在6000米以下的深海魚類則未出現(xiàn)這一趨勢。這表明，TMAO并不能單獨解釋所有深海魚類在高壓下的適應機制，可能存在著更精妙的分子機制。
更為突破性的發(fā)現(xiàn)是，所有生存深度在3000米以下的深海魚類，均存在一種高度保守的RTF1基因突變（Q550L）。實驗表明，此突變影響了轉錄效率，揭示了這一基因在適應高壓環(huán)境中的潛在作用。這一發(fā)現(xiàn)為揭示深海生物壓力適應的分子機制開辟了新的研究方向。
團隊還發(fā)現(xiàn)，來自馬里亞納海溝和菲律賓海溝的超深淵獅子魚，其肝臟組織中含有極高水平的多氯聯(lián)苯（PCBs），這是一種常見的人工合成污染物。這一發(fā)現(xiàn)警示，人類活動已對深海脊椎動物產生了深遠的影響，甚至在地球最深的海溝中亦難以逃脫污染的侵襲。
據(jù)介紹，這些研究成果不僅展示了深海魚類如何適應極端環(huán)境的關鍵機制，也為人們提供了深入理解脊椎動物如何突破高壓生存禁區(qū)的寶貴視角，為未來生物學、生態(tài)學以及深海保護研究開辟了新的前沿領域。
記者從西北工業(yè)大學獲悉：該?？蒲袌F隊與中國科學院深海科學與工程研究所展開了一項聯(lián)合研究，經過多次深海巡航，采集到來自深海不同區(qū)域的11種魚類樣本，并對其基因組數(shù)據(jù)展開深入分析，從而構建了深海魚類的“生命進化樹”，揭示了脊椎動物征服深淵的歷程。
深海，尤其是位于海平面6000米以下的深淵區(qū)域，一直以來被認為是生命難以生存的禁區(qū)。這里常年黑暗、寒冷，食物稀缺，靜水壓力極高，如此極端的環(huán)境幾乎讓人無法想象復雜生命能在此生存。然而，隨著深海探測技術的飛速發(fā)展，這一認知已被徹底顛覆。深淵帶不僅存在生命，更孕育出獨特而豐富的生態(tài)系統(tǒng)。探究這些生命如何適應如此嚴苛的環(huán)境，為理解生物演化、推動生物保護提供了寶貴的視角。
研究團隊此前以深淵區(qū)域的代表性物種——超深淵獅子魚為研究模型，深入探索了該物種在極端環(huán)境中的適應性遺傳機制。團隊分別于2019年在《自然-生態(tài)與進化》和2023年在《e Life》期刊上發(fā)表了相關研究論文，揭示了超深淵獅子魚的生存密碼，發(fā)現(xiàn)這群“深淵居民”在感官系統(tǒng)、晝夜節(jié)律及骨骼系統(tǒng)等方面均發(fā)生了重大適應性變化，并從細胞層次揭示了其應對高靜水壓力的遺傳基礎。然而，由于研究集中于單一物種，關于脊椎動物在深海環(huán)境中適應性的全面理解仍有所欠缺。
為填補這一空白，西工大生態(tài)環(huán)境學院王堃教授團隊攜手中國科學院深?？茖W與工程研究所何舜平研究員團隊、張海濱研究員團隊，展開更進一步聯(lián)合研究，通過對采集到的深海不同區(qū)域11種魚類樣本基因組數(shù)據(jù)的深入分析，相關最新原創(chuàng)研究成果于日前在《細胞》發(fā)表，西工大博士研究生許文杰為共同第一作者。
研究結果顯示，少數(shù)類群的深海魚類在1億年前便開始適應深海環(huán)境，而大多數(shù)現(xiàn)存的深海魚類則是在6500萬年前的大滅絕事件后才進入深海區(qū)域。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，深海魚類展現(xiàn)出較低的突變速率，并且與DNA修復及細胞膜功能維持相關的自然選擇信號，同時對深海黑暗環(huán)境的也發(fā)生了不同層次的適應性改變。
同時，研究團隊進一步探討了脊椎動物應對高壓環(huán)境的分子機制。此前，能夠在高壓下穩(wěn)定蛋白質結構的氧化三甲胺（TMAO）被認為是脊椎動物適應深海高壓環(huán)境的“抗壓神器”。而團隊通過測定不同深度魚類肌肉組織中的TMAO含量，發(fā)現(xiàn)生存深度0-6000米的魚類，TMAO含量隨著深度增加而升高，但在6000米以下的深海魚類則未出現(xiàn)這一趨勢。這表明，TMAO并不能單獨解釋所有深海魚類在高壓下的適應機制，可能存在著更精妙的分子機制。
更為突破性的發(fā)現(xiàn)是，所有生存深度在3000米以下的深海魚類，均存在一種高度保守的RTF1基因突變（Q550L）。實驗表明，此突變影響了轉錄效率，揭示了這一基因在適應高壓環(huán)境中的潛在作用。這一發(fā)現(xiàn)為揭示深海生物壓力適應的分子機制開辟了新的研究方向。
團隊還發(fā)現(xiàn)，來自馬里亞納海溝和菲律賓海溝的超深淵獅子魚，其肝臟組織中含有極高水平的多氯聯(lián)苯（PCBs），這是一種常見的人工合成污染物。這一發(fā)現(xiàn)警示，人類活動已對深海脊椎動物產生了深遠的影響，甚至在地球最深的海溝中亦難以逃脫污染的侵襲。
據(jù)介紹，這些研究成果不僅展示了深海魚類如何適應極端環(huán)境的關鍵機制，也為人們提供了深入理解脊椎動物如何突破高壓生存禁區(qū)的寶貴視角，為未來生物學、生態(tài)學以及深海保護研究開辟了新的前沿領域。
本文鏈接：http://jphkf.cn/news-2-1140-0.html我國科研團隊構建深海魚類“生命進化樹” 揭示脊椎動物征服深淵歷程
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