素有“世界屋脊”之稱的青藏高原,是世界上海拔最高、面積最大的高原,平均海拔4000米以上。青藏高原寒冷、低氧和強(qiáng)紫外線的環(huán)境條件,給土著生物的生存帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。對于魚類來說,青藏高原的極端環(huán)境使得高原土著魚類主要局限在三個類群:76種裂腹魚類(Schizothoracine fishes)43種鰋鮡魚類(Glyptosternoid fishes)這三個魚類類群種類繁多,廣泛分布于青藏高原及其鄰近地區(qū),對青藏高原的極端環(huán)境表現(xiàn)出極強(qiáng)的適應(yīng)性。中國科學(xué)院水生生物研究所魚類系統(tǒng)學(xué)與生物地理學(xué)學(xué)科組科研人員通過對高原鰍、裂腹魚類、鰋鮡魚類這3種高原魚類和低海拔魚類進(jìn)行比較基因組學(xué)研究,探討三大高原魚類在適應(yīng)青藏高原極端環(huán)境過程中發(fā)生的分子水平的趨同進(jìn)化。圖1. 高原魚類進(jìn)化速率顯著加快(Pfu, Pe. fulvidraco; Gma, Gl. maculatum; Pda, P. dabryanus; Tsc, T. scleroptera; Dre, D. rerio; Gdo, Gy. dobula)
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三大高原魚類與低海拔的魚類相比均呈現(xiàn)出進(jìn)化速率顯著加快的現(xiàn)象;
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高原魚類中一共檢測到368個基因受到了正選擇作用,并顯著富集于能量和低氧代謝的通路中;
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在三大高原魚類中鑒定到大量分子水平上的氨基酸平行替代,更重要的是這些氨基酸平行替代位點(diǎn)中近半數(shù)都是高原魚類所特有的;
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功能實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,低氧調(diào)控通路的關(guān)鍵基因VHL在常氧條件下三大高原魚類均顯著低于低海拔魚類,但在低氧條件下均高于低海拔魚類。
這些結(jié)果表明三大高原魚類在青藏高原極端環(huán)境下發(fā)生了顯著的趨同進(jìn)化現(xiàn)象。圖2. 高原魚類VHL基因在表達(dá)水平的趨同進(jìn)化
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