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研究揭示了藤壶对深海化学合成栖息地的系统发育和适应性进化

藤壶是一种特殊的甲壳类动物,通常被钙质板包围,并牢固地附着在岩石、船只和其他动物等海洋基质上。它们是一个独特的群体,在正常和化学合成环境中以平行相同的体型(无柄、有柄和不对称)进化。

近日,中国科学院海洋研究所(IOCAS)李新政教授领导的研究团队进行了全面的线粒体基因组分析,以探索藤壶的进化历史,并表征生活在海洋中的藤壶的遗传适应性特征。恶劣的海洋化学合成栖息地。

该研究于9月15日发表在《海洋科学前沿》上。

系统发育推断和拓扑学测试证明了触足亚目、棘足亚目和龟头亚目的共同起源。然而,系统发育、形态学和化石证据表明疣形动物的另一个起源,即它们可能起源于三叠纪上层(2.25亿年前)的古埃及龟形动物。

根据线粒体基因组数据,恢复了居住在化学合成栖息地的两种不同藤壶谱系,表明藤壶在历史上至少两次在深海化学合成栖息地定居。

选择压力分析表明,当两个谱系的祖先在化学合成生物群落中定居时,这两个谱系都经历了相对较高的选择压力。但这两个谱系的特定选择位点是不同的。这一现象表明,基因组对环境变化的反应不仅取决于外部因素,还与自身有关。

研究人员发现,化学合成谱系的分歧时间发生在白垩纪-古近纪大规模灭绝和Cenomanian/Turonian海洋缺氧事件之后。这些事件大大减少了海洋生物的多样性,因此在这些事件之后会创造出许多生态位。

“结合我们的研究结果,我们推测适应性应激反应中的生态位空缺、趋向性和基因特异性有助于化学合成生态系统中藤壶的起源和多样化,”该研究的第一作者甘志斌说。

“我们的研究概述了藤壶谱系,特别是化学合成谱系的可信进化历史,并为藤壶的系统发育提供了新的见解。进一步证实,动物的进化受到多种因素的促进,”李教授说。

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