学者研究揭示四足动物祖先水生到陆生转变的遗传创新基础

脊椎动物从水生到陆生的演化历程。西北工业大学供图

中新网西安2月5日电 (记者 阿琳娜)记者5日从西北工业大学获悉，该校团队联合国内外学者，从不同角度揭示了四足动物祖先水生到陆生转变的遗传创新基础。研究成果对动物适应进化机制及其仿生应用研究，乃至探究人类相关器官的发育及疾病的机理方面均有重要意义。

包括人类在内的陆生脊椎动物(也称四足动物)的祖先，是鱼类在四亿年前从海洋走向陆地进化而来的。这一过程需要在呼吸系统、运动系统、神经系统等方面进行各种生理和形态的革新，才能实现水生到陆生的转变。经过长期的古生物学和脊椎动物学的研究，已知现在还活着的四足动物的鱼类近亲是肺鱼。

专家介绍，肺鱼和四足动物属于肉鳍鱼类，肉鳍鱼类和辐鳍鱼类(常见的各种鱼)一起被统称为硬骨鱼类。从硬骨鱼祖先到肉鳍鱼祖先再到四足动物，各种进化改变的遗传创新基础是什么，一直是科学界悬而未决的重大科学问题。解析肺鱼和原始辐鳍鱼类这些“活化石”鱼类的基因组是解决这一重大问题的关键。

基于原始辐鳍鱼和肺鱼比较基因组学研究阐明的脊椎动物水生到陆生的关键遗传创新。西北工业大学供图

学者分别对非洲肺鱼，以及对原始辐鳍鱼类中的多鳍鱼、匙吻鲟、弓鳍鱼和鳄雀鳝的基因组进行解析，然后通过基因组学、进化生物学、鱼类学、计算生物学和分子生物学等多学科分析，分别从不同角度揭示了四足动物祖先水生到陆生转变的遗传创新基础。

研究成功解析了非洲肺鱼的基因组，该基因组成为迄今被解析的最大基因组。研究发现了脊椎动物从水生到陆生的演化经历了三步重要的遗传创新过程，发现了大脑、心脏等多个器官适应陆地生活的遗传变异基础。围绕原始辐鳍鱼的基因组，分析了四足动物祖先在更早期的演化历史。

据介绍，研究成果为揭示脊椎动物从水生到陆生遗传创新基础提供了全新的认知，鉴定到的各种遗传变异为未来肺、四肢、脑、心等器官组织的起源和功能研究提供了大量新线索。(完)