广西大学林学院马德华(Madhava)课题组,在生物学领域期刊《Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences》正式发表题为“Sensory evolution in a cavefish radiation: patterns of neuromast distribution and associated behaviour in Sinocyclocheilus (Cypriniformes: Cyprinidae)”的研究论文,这一成果也受到了Nature杂志Research Highlights的报道宣传。
中国西南喀斯特地貌的特有洞穴鱼类金线鲃,是世界上种类最为丰富的淡水洞穴鱼类群。该研究收集了26种金线鲃,并分析了它们的感觉器官—神经丘的特征。该器官可以感知水的流动和压力变化,能影响洞穴鱼的行为并帮助其适应环境。
金线鲃对洞穴生活有着较好的适应。在洞穴持续黑暗的环境中,历经数百万年的进化,逐渐失去了视觉的能力,尤以眼睛的消失最为明显。侧线系统的神经丘作为鱼类生存的一个重要器官,分布于鱼类的身体和头部,被认为是针对于洞穴鱼失明后的功能性补偿。
研究结果表明眼睛消失与穴居者侧线神经丘的代偿性扩张有关,即洞穴鱼头部一侧(右侧或左侧)的神经丘比另一侧多。这种不对称性在没有眼睛或非常小眼睛的物种中更加明显。当研究人员测试洞穴鱼自由游泳的能力时,无眼物种倾向于贴近在身体一侧的墙上,那里往往分布有更多的神经丘。行为学分析也证明了无眼物种具有独特的贴壁行为。所以,对于生活在永久黑暗中的生物来说,跟随墙壁是一种成功的生存策略。不对称的神经丘系统在远亲不化系统的洞穴鱼物种中独立进化,这些表型和行为模式与世界上其他的洞穴鱼类趋同。鉴于神经丘系统从进化和生态学角度的重要性,此研究不仅可以加深洞穴鱼生物进化和形成的认识,还将为金线鲃这一特有珍稀鱼类的保护提供科学依据。
无眼代表物种天峨金线鲃的个体的成像,神经丘的特征量化和数据收集。
不同种类的金线鲃表现出与眼睛形态相关的不同的贴壁行为结果。
Nature 报道截图
链接:
DOI: https://doi.org/10.1098/rspb.2022.1641
Nature Research Highlights: https://www.nature.com/articles/d41586-022-03227-0