我国首次发现狮子鱼为适应超深渊而产生形态变化

▲超深海狮子鱼样本

记者近日获悉，西北工业大学与中国科学院联合对生活在马里亚纳海沟7000米以下的狮子鱼进行了多方位的深入研究。 他们首次发现了狮子鱼为了适应超深渊而发生的形态变化。 在多组学大数据分析的基础上，揭示了其适应超深渊的遗传基础，分析了脊椎动物适应深海极端环境的机制，标志着深海工程和研究取得了重要进展。我国的科学研究。

该研究成果于4月15日在线发表在英国《自然》杂志子刊《&》（《自然-生态与进化》）上。

西北工业大学生态与环境保护研究中心青年教师王坤为第一作者。 论文作者为中国科学院深海科学与工程研究所、水生生物研究所何顺平研究员，西北工业大学生态与环境保护研究中心邱强、王文教授。 共同通讯作者。

6000米以下的深海被称为“海斗深渊”和“超级深渊区”，是地球上最恶劣的地区之一。 这里常年没有光，缺氧，压力是海水的数千倍，化学环境非常独特。 这是传统生命形式的禁区。 但这里的生物非常丰富，研究人员在这里发现了数百种物种，其中狮子鱼是最具代表性的之一。 它位于超深海食物链的顶端，可承受700公斤/平方厘米的压力。

据了解，此次研究涉及的超深狮子鱼样本是我国科考船“探索一号”于2016年底和2017年初通过“天涯”号和“海角”号深海登陆器获得的。

▲“探索一号”：载人潜水母船及深海科考通用平台

▲ 我国自主研发的“天涯”无人深渊着陆器

在海底，阳光无法进入。 这里只有两种能源。 一是地壳运动形成热泉​​带来的能量，二是上层海洋中的生物死亡后掉落的遗骸。 凄美壮丽的“鲸落”（即鲸鱼死亡后沉入海底的现象）就属于此类。研究人员解剖了一条超深渊狮子鱼，发现里面有近百个完整的甲壳类动物在它的胃里。这可能意味着它们需要像骆驼一样长时间储存​​食物，以更好地应对外界食物匮乏的环境。超级深渊狮子鱼的繁殖周期也大大延长，使其能够在恶劣的环境中更好地生存和繁殖。

研究人员发现，生活在超深海区域的钝口狮子鱼表现出对深海环境的多种适应，包括透明的皮肤、巨大的胃、更薄的肌肉、轻微骨化的骨骼和不完全闭合等。 颅骨。

▲海平面7000米以下的深海狮子鱼照片

在黑暗的海底生活了很长一段时间后，超深狮子鱼失去了大量的皮肤色素和视觉相关基因，使其完全透明，失去视觉，对可见光不再有反应。 高压环境对于普通骨骼来说是致命的。 超深狮子鱼中与骨骼钙化相关的基因已被假生成，使其骨骼非常薄且能够弯曲，头骨也变得不完整。

研究人员还发现，与不饱和脂肪酸合成相关的基因在深海鱼类中得到了扩增，使它们能够在高压和低温下保证细胞膜的流动性。 此外，与蛋白质稳定性相关的基因发生了特定的变化，可以防止蛋白质在高压下错误折叠。 这些变化共同确保了超深狮子鱼能够承受海底的极端压力。 科研团队首次揭示了狮子鱼为了适应超深渊而发生的形态变化，分析了脊椎动物适应深海极端环境的机制。

他们发现调节组织矿化和骨骼发育的狮子鱼骨钙素被截断。 这可能就是狮子鱼拥有不寻常的头骨和柔软的骨头的原因。 此外，由于生活在黑暗的环境中，钝口狮子鱼失去了多个感光基因，导致在光照环境下视力不佳。 这种鱼有一个基因的多个拷贝，该基因使细胞膜更具流动性，这可能有助于细胞在深海的极高压环境中正常运作。

▲狮子鱼骨钙被截断，头骨不寻常，骨骼柔软

论文第一作者王坤表示，对深海狮子鱼基因组的分析将有助于阐明该物种对深海极端环境的进化适应，为进一步的深海探索提供线索。 在此研究的基础上，西北工业大学生态与环境保护研究中心科研团队正在通过获取其他深海生物样本进一步探索深海生态系统的生物进化过程狮子鱼是什么鱼，并与其他研究机构合作学校内各单位从仿生学的角度进行发展。 耐高压、生物发光材料有望为推动深海事业发展提供新的材料支撑。

文：文汇报陕西记者 韩红

图片：西北工业大学供图

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