我國首次發現獅子魚為適應超深淵而產生形態變化

▲超深海獅子魚樣本

記者近日獲悉，西北工業大學與中國科學院聯合對生活在馬里亞納海溝7000米以下的獅子魚進行了多方位的深入研究。 他們首次發現了獅子魚為了適應超深淵而發生的形態變化。 在多組學大數據分析的基礎上，揭示了其適應超深淵的遺傳基礎，分析了脊椎動物適應深海極端環境的機制，標志著深海工程和研究取得了重要進展。我國的科學研究。

該研究成果于4月15日在線發表在英國《自然》雜志子刊《&》（《自然-生態與進化》）上。

西北工業大學生態與環境保護研究中心青年教師王坤為第一作者。 論文作者為中國科學院深海科學與工程研究所、水生生物研究所何順平研究員，西北工業大學生態與環境保護研究中心邱強、王文教授。 共同通訊作者。

6000米以下的深海被稱為“海斗深淵”和“超級深淵區”，是地球上最惡劣的地區之一。 這里常年沒有光，缺氧，壓力是海水的數千倍，化學環境非常獨特。 這是傳統生命形式的禁區。 但這里的生物非常豐富，研究人員在這里發現了數百種物種，其中獅子魚是最具代表性的之一。 它位于超深海食物鏈的頂端，可承受700公斤/平方厘米的壓力。

據了解，此次研究涉及的超深獅子魚樣本是我國科考船“探索一號”于2016年底和2017年初通過“天涯”號和“海角”號深海登陸器獲得的。

▲“探索一號”：載人潛水母船及深海科考通用平臺

▲ 我國自主研發的“天涯”無人深淵著陸器

在海底，陽光無法進入。 這里只有兩種能源。 一是地殼運動形成熱泉??帶來的能量，二是上層海洋中的生物死亡后掉落的遺骸。 凄美壯麗的“鯨落”（即鯨魚死亡后沉入海底的現象）就屬于此類。研究人員解剖了一條超深淵獅子魚，發現里面有近百個完整的甲殼類動物在它的胃里。這可能意味著它們需要像駱駝一樣長時間儲存??食物，以更好地應對外界食物匱乏的環境。超級深淵獅子魚的繁殖周期也大大延長，使其能夠在惡劣的環境中更好地生存和繁殖。

研究人員發現，生活在超深海區域的鈍口獅子魚表現出對深海環境的多種適應，包括透明的皮膚、巨大的胃、更薄的肌肉、輕微骨化的骨骼和不完全閉合等。 顱骨。

▲海平面7000米以下的深海獅子魚照片

在黑暗的海底生活了很長一段時間后，超深獅子魚失去了大量的皮膚色素和視覺相關基因，使其完全透明，失去視覺，對可見光不再有反應。 高壓環境對于普通骨骼來說是致命的。 超深獅子魚中與骨骼鈣化相關的基因已被假生成，使其骨骼非常薄且能夠彎曲，頭骨也變得不完整。

研究人員還發現，與不飽和脂肪酸合成相關的基因在深海魚類中得到了擴增，使它們能夠在高壓和低溫下保證細胞膜的流動性。 此外，與蛋白質穩定性相關的基因發生了特定的變化，可以防止蛋白質在高壓下錯誤折疊。 這些變化共同確保了超深獅子魚能夠承受海底的極端壓力。 科研團隊首次揭示了獅子魚為了適應超深淵而發生的形態變化，分析了脊椎動物適應深海極端環境的機制。

他們發現調節組織礦化和骨骼發育的獅子魚骨鈣素被截斷。 這可能就是獅子魚擁有不尋常的頭骨和柔軟的骨頭的原因。 此外，由于生活在黑暗的環境中，鈍口獅子魚失去了多個感光基因，導致在光照環境下視力不佳。 這種魚有一個基因的多個拷貝，該基因使細胞膜更具流動性，這可能有助于細胞在深海的極高壓環境中正常運作。

▲獅子魚骨鈣被截斷，頭骨不尋常，骨骼柔軟

論文第一作者王坤表示，對深海獅子魚基因組的分析將有助于闡明該物種對深海極端環境的進化適應，為進一步的深海探索提供線索。 在此研究的基礎上，西北工業大學生態與環境保護研究中心科研團隊正在通過獲取其他深海生物樣本進一步探索深海生態系統的生物進化過程獅子魚是什么魚，并與其他研究機構合作學校內各單位從仿生學的角度進行發展。 耐高壓、生物發光材料有望為推動深海事業發展提供新的材料支撐。

文：文匯報陜西記者 韓紅

圖片：西北工業大學供圖

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