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在进化过程中,水里生活的鱼类是怎样来到陆地上的?

2020-06-20 11:18 前瞻网   

 

在进化过程中,水里生活的鱼类是怎样来到陆地上的?

最近,一项对鲇鱼(一种多次离开海洋转移到陆地的鱼类)的研究发表在英国生态学会的《功能生态学》杂志上,研究结果表明,具备灵活性可以让物种戏剧性地过渡到陆地上,但在适应过程中进化出专业的生存技能才可以让它们留在陆地上。

新南威尔士大学和明尼苏达大学的研究人员收集了数百种鲇鱼鱼类的数据。鲇鱼是一种多样化的鱼类,有些鲇鱼是水生的,有些则完全离开了水。他们发现,灵活的饮食和行为可能是它们向陆地过渡的重要因素。

然而,一旦离开了水,食物种类的限制就引发了鲇鱼出现主要的进化变化,特别是它们的牙齿,因为在陆地上生活的鲇鱼已经成为刮藻类和岩石碎屑的专家。

该研究的主要作者特里·奥德(Terry Ord)博士说:“我们的研究结果表明,饮食种类广泛或行为灵活有助于你转移到一个新的栖息地。但一旦到了那里,这种灵活性就会被自然选择所侵蚀。这可能意味着那些高度专门化的物种不太可能进行进一步的转变,也不太可能在它们现有栖息地应对突然的环境变化。”

鱼类生物殖民陆地的情形与所有陆地脊椎动物的起源有明显的相似之处。奥德博士说:“化石可以给我们提供重要的见解,让我们了解这种转变的发生过程,以及鱼类需要或产生的进化适应类型。但是有一种正在进行类似生态转变的当代鱼类例子也可以帮助我们了解离开水的鱼类所面临的普遍挑战。”

鲇鱼是一个了不起的鱼类家族,不同种类的鲶鱼占据着截然不同的环境。有些水生。另一些则在潮间带上两栖生活,潮间带是一种极端的环境,水位波动频繁,水温和含氧量会迅速变化。

有些种类的鲇鱼是陆生的,它们几乎一生都生活在飞溅区,远离水,但是又必须保持湿润才能通过皮肤和鳃呼吸。虽然面临着这些挑战,但鲇鱼在不断地进行这些戏剧性的转变方面取得了令人难以置信的成功。

由于这种多样性,不同种类的鲇鱼在两种完全不同的环境中清楚地代表了过度过程的不同阶段,这使得它们成为一种独特的动物研究对象。

奥德博士和他的研究合著者彼得·洪特(Peter Hundt)博士解释了这项研究的起源:“我们收集了来自世界各地许多不同种类鲇鱼的大量数据。彼得收集了有关于鲇鱼饮食和牙齿形态变化的详细信息,而我也收集了大量数据,记录了不同鲇鱼在陆地上进行短时间或长时间活动的行为和频率。

“将这些数据结合起来之后,我们在这些数据的基础上建立了一套复杂的进化统计模型,然后我们就能够揭示进化事件的序列,很可能正是这些事件序列,让水生海洋鱼类最终进化成能够离开水,然后在陆地上定居的鱼类。我们的研究还显示了陆地上的物种如何适应特定的食物,以更好地适应在陆地上生存。”

作者提醒说,尽管观察数据表明,灵活的饮食和行为可以使生物过渡到新的环境,但这并不能证实两者之间存在因果关系。“理想情况下,我们会进行一些实验调查来试图确定因果关系,但这个实验研究在现阶段还难以想象,不过我们正在努力。”奥德博士说。

作者还希望进一步研究转移到陆地如何影响鲇鱼行为、生态和身体的其他方面。奥德博士说,“陆地上的鲇鱼在离开水的时候非常灵活,我想它们已经调整了自己的体型,让自身可以在岩石上自由地跳来跳去。反过来,这意味着他们可能无法回到水里。能够了解它们的感官系统可能会怎样适应陆地也非常激动人心,因为陆地上的视觉和嗅觉可能完全不同。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:https://phys.org/news/2020-06-fish.html

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责任编辑: 4083LWJ

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