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非洲鳐鱼如何帮助重新思考进化的基本原理

马萨诸塞州阿默茨——非洲马拉维湖中的一种叫做慈鲷的鱼类正在帮助马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员完善我们对进化原理的理解。

在Nature Communications 上发表的一项新研究中,共同作者、麻省大学阿默斯特分校生物学系博士后研究员Andrew J. Conith 和麻省大学阿默斯特分校生物学教授Craig Albertson重点研究慈鲷的下颚——它们很引人注目,因为它们有两个套他们。

“还记得电影《异形》吗,”康妮丝问道,“当异形即将吃掉西格妮·韦弗的角色时?它张开嘴,露出第二组下巴。快进二十年,我在这里,研究喉咙里有下巴的动物。”

谢天谢地,慈鲷不吃人,但是,由于它们的双下巴,从进化的角度来看,它们是一个非常成功的鱼类。仅在马拉维湖,在过去的 1 到 200 万年里,就有超过 1,000 种不同种类的慈鲷进化。一组颌骨,即口腔颌骨,与我们的相似,其作用是捕捉食物。但是慈鲷,比如《异形》中的异形,有第二组下颚,在它们的喉咙深处,一旦被第一组捕获,它就会用来处理食物。有两对下颚意味着每个下颚都可以专攻特定的角色,这一特征应该可以提高它们的进食效率并使它们在进化上更加成功。

鉴于慈鲷的成功,了解这两个颚的进化已成为生物学家的重要研究方向。“我们正试图更好地了解生物多样性的起源和维护,”艾伯森说。长期以来,研究人员一直认为这两组颌骨在进化上是分离的,可以相互独立进化,从而突破了形态进化的界限。然而,Conith 和 Albertson 证明,对于慈鲷来说,这种脱钩似乎并非如此,这对一个已有 25 年历史的假设提出了挑战。“我们发现的不仅仅是两组颌骨的进化是相互关联的,而且它们在从遗传到进化的多个层面上都有关联,”艾伯森说

这些发现是在更好地理解进化如何运作方面向前迈出的重要一步。例如,许多进化模型都认为生物体是由重复的单元构成的——你手上的手指或嘴里的牙齿——而且这些单独的单元彼此独立进化。“正是这种生物体的‘模块化’被认为促进了进化过程,”艾伯森指出。

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