《自然》雜志:新研究為魚鰓的進化史引入新章節


《自然》雜志:新研究為魚鰓的進化史引入新章節


根據不列顛哥倫比亞大學動物學家令人驚訝的新研究,在進化成幫助脊椎動物在水下呼吸之前,鰓在調節血液的鹽分和pH值平衡方面發揮了早期和同樣重要的作用 。資料來源:Rashpal Dhillon, Rush Studio

《自然》雜志:新研究為魚鰓的進化史引入新章節


不列顛哥倫比亞大學的研究人員利用三種有代表性的動物作為基?。私餿嗆問幣約叭綰位竦悶涔δ艿?。資料來源:不列顛哥倫比亞大學的邁克爾-薩克維爾
據cnBeta:大多數魚種依靠它們的鰓在水下呼吸 。不太廣為人知的是 , 像其他動物的腎臟一樣,魚鰓控制著它們血液的pH值和鹽分平衡 。這種鮮為人知的魚鰓功能被稱為"離子調節" , 歷來被認為是與呼吸同步進化的 。然而 , 發表在《自然》雜志上的一項令人驚訝的新研究為魚鰓的進化史引入了一個新的、早期的章節 。
"我們的工作表明,我們蠕蟲類祖先的早期、簡化的鰓在離子調節中發揮了重要作用 。"領導這項研究的英屬哥倫比亞大學(UBC)動物學家Michael Sackville博士說:"這種作用可能早在鰓誕生之初就已經產生了,遠在它們在呼吸中發揮任何作用之前 。這翻轉了我們對鰓和鰓功能如何演變的理解 。"
一個多世紀以來,包括達爾文在內的科學家一直被鰓和肺的進化所吸引 。在這項研究之前,人們認為鰓最初是在接近脊椎動物生命之初被用于呼吸和離子控制 。在這個傳統的時間軸上,這兩種功能從皮膚同步變成了鰓 , 幫助脊椎動物從微小的、像蟲子一樣的生物體轉變為較大的、活躍的魚類 。這種從"小而蟲"到"大而魚"的轉變是脊椎動物進化中的一個決定性時刻 。
這項研究比較了三種今天仍然活著但屬于不同品系的物種:屬于脊椎動物的燈魚,以及屬于脊椎動物近親的文昌魚和橡子蟲 。研究人員推斷 , 這些動物共享的任何鰓的功能都是從一個共同的祖先那里獲得的,這個祖先被認為在5億多年前就已經存在 。
"我們發現,只有在我們的脊椎動物代表中,鰓被用于呼吸,而且只是隨著身體大小和活動的增加,"UBC動物學家和該論文的高級作者Colin Brauner博士說 。"但是我們在我們所有三種動物的鰓中發現了離子調節細胞 。這使我們能夠追溯到鰓部離子調節的起源,一直追溯到早期的脫毛動物,當時非常簡單的鰓部結構被認為是首次進化的 。這一發現支持了早期脊椎動物的鰓首次用于呼吸的經典知識,但為這個故事增加了一個令人興奮的新的、更早的章節,顯然值得進一步研究 。"(_原題為:"翻轉劇本":新研究改寫了鰓的進化故事)