叶鳍鱼：脊椎动物生活的进化与适应

2021年1月18日，Axel Meyer等人在网上发表了题为《Giant of land by》的研究论文。 该研究确定了染色体质量最大的动物基因组，即澳大利亚澳洲肺鱼和新角鲨。 其巨大的体型（大约是人类基因组大小的14倍）主要是由于大的基因间区域和重复含量高（大约90%）的内含子，而且其组成比射线鳍鱼类更接近四足动物（主要是一个LINE元素）。

与巨大的基因组相比，肺鱼基因组通过不同的机制继续独立扩展（其TE仍然活跃）。 系统生物学分析确定肺鱼是四足动物的近亲，在进化中占据着关键地位，凸显了它们对于理解与陆地化相关的创新的重要性。 对陆地生活的适应包括在叶中获得像肢体一样的发育基因表达澳大利亚肺鱼，例如 和sall1。 与呼吸相关的基因（例如肺表面活性物质）的进化和复制速度加快，以及检测空气中气味的气味受体基因家族的扩展也促成了它们的四足动物样生物学。 这些发现增进了我们对脊椎动物进化这一重大转变的理解。

肺鱼（）是生活在陆地上的脊椎动物，具有与我们类似的通过肺部呼吸空气的能力。 肺鱼自 19 世纪被发现以来就引起了科学界的兴趣，最初被认为是两栖动物。 我们现在知道它们与四足动物的关系比与鳐鱼的关系更密切。 在仅有的六种现存肺鱼中，四种生活在非洲，一种生活在南美洲，一种生活在澳大利亚。

肺鱼出现在大约 4 亿年前的泥盆纪时期的化石记录中。 有些人认为肺鱼是“活化石”，因为它们的形态很少发生变化。 澳大利亚尖吻鲈 ( ) 是最典型的现生肺鱼，因其体形、鳞片巨大、鳍呈桨状等古老特征。 南美和非洲肺鱼随后失去了鳞片，其鳍形态减少为丝状，尽管表现出陆地运输典型的交替步态。

系统发育图（图片来自）

腔棘鱼和四足肺鱼都是叶鳍“鱼”家族的成员，但由于分隔这三个古老谱系的分支较短，因此仍然很难解决它们的关系。 强大的 DNA 测序和计算方法的发展现在允许使用具有更强正交推理的全基因组数据集来解决这个长期存在的进化问题。 最近使用大量转录组数据进行的分析倾向于支持肺鱼是四足动物最近亲的假设。

因此，肺鱼对于伴随脊椎动物生命从水到陆地的转变的进化和适应至关重要。 这一重大进化事件需要大量的进化创新，包括呼吸、四肢、姿势、防干燥、氮排泄、繁殖和嗅觉。 众所周知，肺鱼拥有最大的动物基因组，但导致和维持其基因组大小的机制仍知之甚少。 因此，澳洲肺鱼可能为四足动物创新的进化以及巨基因组的进化和结构提供见解。

该研究确定了染色体质量最大的动物基因组——澳大利亚肺鱼——新角鲨。 其巨大的体型（大约是人类基因组大小的14倍）主要是由于大的基因间区域和重复含量高（大约90%）的内含子，而且其组成比射线鳍鱼类更接近四足动物（主要是一个LINE元素）。

与巨大的基因组相比，肺鱼基因组通过不同的机制继续独立扩展（其TE仍然活跃）。 系统生物学分析确定肺鱼是四足动物的近亲，在进化中占据着关键地位，凸显了它们对于理解与陆地化相关的创新的重要性。 对陆地生活的适应包括在叶中获得像肢体一样的发育基因表达，例如 和sall1。 与呼吸相关的基因（例如肺表面活性物质）的进化和复制速度加快，以及检测空气中气味的气味受体基因家族的扩展也促成了它们的四足动物样生物学。 这些发现增进了我们对脊椎动物进化这一重大转变的理解。

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参考：

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