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“活化石”揭示了陆地脊椎动物如何从海洋生物进化而来

(盐湖城)一个国际研究小组, 其中三名来自犹他大学, 已经有了一些惊人的发现,揭示了数亿年前陆地脊椎动物从海洋生物进化而来的过程. 他们通过研究非洲腔棘鱼的基因组获得了这一发现, 一条被称为“活化石”的鱼.”  

腔棘鱼

非洲腔棘鱼(cee-la-canth)自从1938年一位渔民在西非海岸捕获一条以来,就一直吸引着人们. 这条鱼, 它有类似四肢的鳍,生活在非洲海岸的海洞里, 只有通过化石记录才知道,而且被认为在7000万年前就灭绝了. 但是当腔棘鱼被发现还活着的时候, 这为研究这种鱼与四足动物(最早的陆地脊椎动物)之间的联系大发娱乐提供了一个机会.

《大发娱乐》杂志周四在网上发表了一项研究, 4月18日, 2013, Eli和Edythe L的研究人员. 哈佛大学布罗德研究所和麻省理工学院以及来自世界各地的研究机构表明,与其他鱼类和陆地脊椎动物相比,腔棘鱼的基因正在缓慢进化,这一发现与今天的腔棘鱼与生活在3亿多年前的祖先几乎没有变化的事实相一致. 因此,腔棘鱼的基因为研究两栖动物和其他陆地动物从海洋祖先的进化大发娱乐提供了一个窗口.

这项研究的一个重要部分是使用一个名为MAKER的软件程序进行的, 识别和注释基因. MAKER是由犹他大学人类遗传学教授Mark Yandell博士开发的.D. 犹他大学的另外两位研究人员,进化生物学家克里斯·奥根博士.D., Michael S。. 坎贝尔, 他是杨德尔实验室的博士生, 共同作者是否也对研究做出了重要贡献. Kerstin Lindblad-Toh, 布罗德研究所脊椎动物基因组生物学小组的科学主任, 该研究的资深作者是谁.

使用MAKER的基因注释, 与同类项目相结合, 运用, 由欧洲财团开发, 研究人员发现,腔棘鱼的基因组为四足动物的进化大发娱乐提供了新的线索,从嗅觉到对陆地病原体的免疫力,再到通过尿液排出氮. 他们还得出结论,与四足动物最近的现存近亲是另一种原始鱼类, 肺鱼的, 而不是非洲腔棘鱼.

“所有(关于腔棘鱼基因的)科学都依赖于原始的基因注释, 因此,它们尽可能准确是至关重要的,杨德尔说.MAKER和运用通过验证对方的基因注释方法来互补. 这确保了每个参与者都能获得准确的基因注释,用于他们自己的分析.”
   
随着从水到陆地的进化, 从陆地动物身上清除氮废物的能力成为一个关键问题. Fish clear nitrogen by excreting ammonia into the water; humans, 两栖动物和其他陆地动物是通过尿素循环来完成的, 是什么将氨转化为一种化合物,并通过尿液排出体外.

器官在尿素循环中检测到自然选择的分子信号, 使他能够识别出一种基因,它在大约3.75亿年前经历了脱氮的选择.

“生理学家早就知道,处理氮是脊椎动物在陆地上生活的巨大进化障碍,风琴说. “识别数百万年前经历选择的单个基因,让大发娱乐了解了适应在分子水平上是如何起作用的,以及这个关键系统是如何进化的.”

Organ与Broad研究所的研究人员在其他几个项目上进行了合作,并在关于基因组如何在大时间尺度上进化的一些讨论之后成为《大发娱乐》研究的一部分.

Yandell通过之前的项目成为了这项研究的一部分, 包括最近发表的一项注释了七鳃鳗基因的研究. 其他项目的研究人员是《大发娱乐》研究的共同作者. 他和坎贝尔也参与了长臂猿基因组计划. 长臂猿是生活在亚洲热带和亚热带气候中的类人猿. 露西娅痈, 俄勒冈健康科学大学的教授, 领导这项研究, 哪一本目前即将出版.