雪山藏獒【视频】- 来自科学实验的证据 避免慈鲷嘴型“退化”的秘密-ifish水族三湖慈鲷
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一直以来很多鱼友都相信,提供一个仿原生的摄食环境,能帮助野生鱼和它们的子代有效锻炼嘴型以防止走样“退化”,特别是像坦湖蝴蝶(Tropheus)这一类的藻食性慈鲷。很显然韦罗妮卡,这个理论一直缺少科学证据。但我一直是这个理论的忠实支持者,并一直践行着。
—— 美丽往事
“人工”红宽蝴蝶(Tropheus sp.'black' Pemba,左)走样严重的嘴型与野生个体的嘴型对比,图:网络平子知歌,见水印
从小以卓比克贴片饲料为主食的“人工”双星蝴蝶(Tropheus sp.'black' Bulu Point),保持良好的嘴型,图:美丽往事
本篇将为大家带来与这一理论相关的科学报道梅州时空网。
去年八月,麻省大学的演化生物学家克莱格.艾伯森(Craig Albertson)和胡熠楠(音译,Yinan Hu)发布了题为《Baby fish exercising, a surprising source of adaptive variation in fish jaws》(幼鱼用颌部锻炼,鱼类的一个惊人的适应性变异源)的科学论文灵堤犬,确认了物种多样化的非基因来源。
值得一提的是Yinan Hu博士是毕业于南京师范大学大学的中国学者刘蓝溪,现为波士顿学院的博士研究员。艾伯森博士已经研究了三湖慈鲷20余年,主要是把这些鱼类作为一个模型系统探索生物多样性的起源和维持,焦点在基因对物种差异的影响上。在一系列新实验中黄成义,他与Yinan Hu检验了慈鲷幼鱼在下颌软骨形成后骨内沉积前的“猛力开口”行为。
他们在实验中发现,幼鱼颌部肌肉在“开口行为”的锻炼频率将影响头骨的发育 —— 锻炼越强烈骨骼的反应也就越大,尤其是控制嘴部开合的一块关键骨头。
幼鱼头骨透视图,分红区域为骨头,蓝色为软骨。图:UMass Amherst
艾伯森介绍,在过去的100年间,生物的物理特性在遗传中仅发挥极少作用一直是演化生物学家们心中不言而喻的一个挫折雪山藏獒。现在他终于能扬眉吐气了——他们的实验结论证实了另一种可能性,那就是幼鱼在早期发育环境中的一种“怪异行为”影响着它们以后的颅面骨变化。
他们曾经推测幼鱼会通过不断开合颌部肌肉的锻炼,增强连带骨骼的压力从而刺激骨形成。而他们在实验中观察到这样的开合频率达到了每分钟200次,不同物种稍有差异。这就某种程度上预示着骨沉积差异关键在于颌部的开合运动。
幼鱼的“开口”行为记录,视频:UMass Amherst
艾伯森说,在过去的一百多年里,我们一直被告知物种系统的进化大部分取决于各特性遗传变异的总量,而同时却被忽略或者不被提及的则是由基因变异影响的遗传不超过50%。比如颅骨的形状变异是高度遗传的,那为什么我们只发现基因多样性在鱼类骨骼发育变化中的影响甚少? 所以在他们的实验室里已经把阐述基因模型的方向转到寻找基因与环境更密切的相互作用汕头数码通。
从这个意义上说,幼鱼的“开口”行为正是“动态发育环境”的部分。意思是超级剑仙,鱼类骨骼并非在静态组织上形成,而更多是部分形成于或者相关于一个高度复杂的动态系统。艾伯森团队针对不同物种不同开口频率的事实设计了一系列实验高苏尧,通过降低开口快速物种的动作频率以及加速开口缓慢物种频率,鞠婧袆以观测是否能够影响骨骼发育朝着可预测方向发展浏阳人才网。
他们这一系列实验不仅成功,其体现的由上述简单人为改变引起的骨骼形态变化量更与之前由基因引起的变化量相似。艾伯森说天星教育网,他们发现的真正激动人心是,在15年间操纵的由基因引起的颅面骨发育变化率约为20%,因此算是平常,而在短时间操纵如此简单开口行为引起的发育变化率竟达到了15%,几乎等同于基因的影响了。
小丑勾鼻(Labeotropheus fuelleborni,a)和大斑马(Metriaclima zebra,b)下颌齿骨和控制嘴部开合的关键的后关节骨(黑线处)示意图
而最让学者们惊讶的是,这些环境的影响几乎等同于基因的影响,且不是系统性的,而是作用于摄食功能的重要骨骼的高度特异性曲靖一中。
艾伯森认为这种结果合符情理,因为自然钟情于效率,面对独特的栖息环境调整适应反应能提高生存的机会三字俗语。有时候长些的骨头有利,那么一个有效的方法就是强力启动骨骼发育机制红粉金刚。“开口”行为发生于骨形成之前,也就表示尽早发展出一项适应表型是提升效率的有效道路。
艾伯森表示,这仅仅是开始万岁约阿希姆。在生物进化领域,以基因为中心的观念已经牢牢指导了尽一个世纪。他希望他们的研究能打开另一个重要的进化来源的大门,以及扩大项目到所有发育环境,因为这个研究方向的效率很可能要比我们预期要大得多。他们下一步的实验就是找出环境是如何影响发育。他们需要明白骨骼细胞是怎样相应他们的机械环境,是什么分子促成了这种机械传感功能的。
最后,艾伯森和团队论证了骨骼发育中的机械载入感应转变与PTCH1基因的表达变化密切相关。而影响着种内机械感应和种间遗传分化中的相同分子很酷,因为这始终与进化的理论一致。那就是当生物种群处于一个新环境时,特定的分子会确保它们的身体面对新挑战作出反应。如果环境稳定,自然选择机制会偏好那些最先的短暂反应发展出来的遗传变异。
怎么样梁祝吉他谱 ,看懂了吗?没关系聊城文轩中学 ,反正就是一个意思:想避免鱼儿的嘴型走样忝列门墙?从鱼苗喂食做起。如果想探讨更多相关话题,可加我微信:LondonCichlid董小姐简谱。
参考:ScienceDaily《Evolutionary biologists identify non-genetic source of species variability》
编译整理:美丽往事
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