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盲洞鱼是如何失明的

  • 发表2021年3月9日
  • 综述了2021年3月9日
  • 作者愈伤组织McMurray
  • BrainFacts / SfN
穴鱼胚胎
Monica Folgueira和Steve Wilson。属性4.0国际(CC BY 4.0)

如果你把一条鱼放在洞穴里,它会失去它的眼球。至少在墨西哥的水下石灰岩洞穴中发现的一种小型洞穴鱼Astyanax mexicanus就是这样。在过去的几十万年里,淡水Astyanax鱼群移动到地下,最终失去了视力。

科学家们分析了洞穴鱼的基因密码,以确定导致它们后天失明的突变基因。洞穴鱼的淡水亲戚充当了它们远古祖先的替身,让科学家可以追踪基因组是如何进化的。但并没有导致洞穴鱼失明的突变基因。

相反,一个被称为甲基化的过程会使参与眼睛发育的几十个基因沉默。与其改变基因密码,还不如将甲基连接到基因上,确保基因的信息被跳过。在洞穴鱼中,这意味着胚胎开始发育眼睛,但在发育的第五天,它们就会分解。皮肤和结缔组织在剩下的小而失明的“眼睛”上生长。

但为什么要费这么大劲呢?视觉是一种昂贵的感觉。年轻的水面鱼将15%的新陈代谢花费在视觉上——接近人类大脑的相对代谢需求。阻止眼睛生长也会阻止大脑将皮质空间用于视觉。这减少了大脑30%的代谢需求,而不妨碍其他功能。这样的节约得到了回报:与水面上的同类相比,洞穴鱼在黑暗的水下环境中寻找食物时拥有更强的味觉、嗅觉和运动感。

提供的内容

BrainFacts / SfN

Moran, D., Softley, R., & Warrant, E.(2015)。视力和无眼墨西哥洞穴鱼的进化所消耗的能量。科学的进步,1。https://advances.sciencemag.org/content/1/8/e1500363/tab-pdf

Gore, A. V., Tomins, K. A., Iben, J., Ma, L., Castranova, D., Davis, A. E., Parkhurst, A., Jeffery, W. R., & Weinstein, B. M.(2018)。洞穴鱼眼睛退化的表观遗传机制。自然生态与进化,2(7),1155-1160。https://doi.org/10.1038/s41559-018-0569-4

山本y(2004)。穴鱼。生物学报:生物科学版,14(22),R943。https://doi.org/10.1016/j.cub.2004.10.035

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