進化在這些奇異的“活化石”魚身上幾乎停止了

對一種被稱為雀鱔的古老尖鼻魚家族的研究發現了第一個確鑿的證據，證明生物學機制可以解釋它們作為“活化石”的地位。

一些生物體的物種多樣性和與古代祖先的物理差異非常低，導致達爾文在 1859 年創建該術語.但有明確證據表明背后有機制活化石以前不存在。

“我們的論文表明，活化石不僅僅是歷史上的奇怪事故，而是為自然界的進化過程提供了基本證明。說耶魯大學進化生物學家蔡斯·布朗斯坦（Chase Brownstein）。

“它不僅有助于我們更好地了解地球的生物多樣性，而且有朝一日有可能應用于醫學研究并改善人類健康。

來自美國和中國的Brownstein及其同事發現了兩種不同的物種——長鼻雀鱔（骨鱗鱗鯛（Lepisosteus osseus））和鱷雀鱔（蒼術（Atractosteus spatula）） – 可以產生肥沃的混合后代，盡管距離他們最后一個共同祖先已經過去了 1.05 億年。

馬和驢最后有一個共同的祖先就在400萬年前.雖然它們可以配對成功產生稱為騾子的后代，但雜交種通常是不育的。研究小組發現，雀鱔是已知最古老的不同物種的共同祖先，實際上，大約有6000萬年的歷史。

對481種有頜脊椎動物的1,105個DNA編碼區的分析發現，雀鱔的分子進化速度是所有雀鱔中最慢的，這可以解釋為什么它們的雜交種即使在1億年后仍然具有活力和可育性。

當遺傳變化發生得足夠緩慢，即使是非常不同的物種仍然可以交配并產生雜交種時，新物種的進化也可能減慢。

“我們表明，雀鱔緩慢的分子進化速度阻礙了它們的物種形成速度，”說耶魯大學魚類學家托馬斯·尼爾。

“從根本上說，這是科學首次表明，一個譜系通過其生物學的內在方面，符合活化石的標準。

鱘魚和槳魚– 具有共同祖先的物種，也已知會產生可育的雜交種 – 具有同樣緩慢的進化速度。

然而，在速度方面，雀鱔顯然是贏家。

研究人員說，更高的進化率意味著，如果正常孤立的種群以某種方式接觸和繁殖，它們就不太可能彼此兼容。

“一個物種的基因組突變越慢，它就越有可能與一個單獨的物種雜交，而這個物種在很長一段時間內都是從基因上分離出來的。說布朗斯坦。

2/13 自現代生物學早期以來，像達爾文這樣的思想家就意識到，一些現存的動植物似乎表現出令人難以置信的物種多樣性，因為它們的年齡，而且與它們的化石親戚幾乎沒有區別。pic.twitter.com/eJP8L50Rby

— Chase Brownstein （@ChaseBrownstein）3月 4， 2024

研究人員指出，一些活化石可能是“歷史的意外”，比如大蜥蜴（Sphenodon punctatus 點），這是幾種活化石之一，與雀鱔不同，它們的基因組速度沒有極慢。對于像雀鱔這樣由超慢分子進化產生的活化石，他們認為強大的DNA修復機制是秘密，使它們能夠糾正突變。

“大多數癌癥是體細胞突變，代表個體DNA修復機制的失敗，”說近。

“如果進一步的研究證明雀鱔DNA修復機制非常有效，并發現是什么使它們如此，我們就可以開始考慮對人類健康的潛在應用。

該研究已發表在演化.

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