搁浅的温血鲨鱼如何向我们揭示气候威胁

搁浅的温血鲨鱼如何向我们揭示气候威胁尼古拉斯-佩恩（NicholasPayne）博士和珍妮-博尔托鲁兹（JennyBortoluzzi）博士与今年首次冲上爱尔兰海岸的小齿沙虎鲨在一起。图片来源：珍妮-博尔托鲁兹博士和凯文-珀夫斯具有讽刺意味的是，一些意想不到的鲨鱼搁浅事件以及随后解剖后的意外发现，让海洋生物学家们在忧心忡忡地展望未来的同时，回到了几百万年前。他们认为，他们的工作表明，现在有比以前认为的更多的温血鲨鱼，而且--根据"巨齿鲨"的死因--这些物种可能面临海洋变暖的巨大风险。一些最有名的鲨鱼，如白鲨或已经灭绝的巨齿鲨，都是不寻常的，因为它们属于仅有的约1%的鲨鱼物种，被认为是温血动物或"区域性恒温动物"。人们一直认为，温暖的肌肉有助于鱼类变得强壮有力，只有在大白鲨或巨型金枪鱼等顶级掠食者身上才能看到区域性体温。但关于区域性体温何时进化而来，以及巨齿鲨等已灭绝物种是否属于暖体鱼类，也一直存在争议。巨齿鲨通常被称为"Meg"，是一种已经灭绝的鲨鱼物种，生活在大约2300万年前到360万年前，即中新世早期到上新世末期。据估计，巨齿鲨的体长可达60英尺，它不仅是世界上最大的鲨鱼，也是有史以来最大的鱼类之一。它的牙齿粗壮有力，有时超过七英寸长，这表明它的咬合力非常强大，能够咬碎猎物的骨头，这些猎物可能包括鲸鱼、海豚、海豹和其他大型海洋动物。发现温血古鲨在都柏林圣三一学院领导的一项新研究中，研究人员发现了一种相对古老（但仍然存活）的鲨鱼物种-小齿沙虎鲨，这种鲨鱼被认为是在至少2000万年前从巨齿鲨分化出来的，其解剖学特征表明它是一种区域性内温动物。研究人员还发现，移动缓慢、滤食性的姥鲨也是区域性内温动物，他们现在相信，温血鲨鱼的数量比科学界想象的要多，而且温血鲨鱼是在很久以前进化而来的。来自圣三一自然科学学院的尼古拉斯-佩恩博士是本周发表在《生物学通讯》上的这项研究的资深作者。他说："我们认为这是一个重要的发现，因为如果沙虎鲨具有区域性内热，那么很可能还有其他几种鲨鱼也具有暖性体质。我们过去认为区域性内热仅限于大白鲨和已灭绝的巨齿鲨等顶级掠食者，但现在我们有证据表明，深水'底栖'沙虎鲨和吃浮游生物的姥鲨也是暖性体质。这就提出了许多新的问题，即为什么会进化出区域性的内温性，但这也可能会对保护产生重要影响。"研究小组（包括来自比勒陀利亚大学、ZSL、苏黎世大学、斯旺西大学、史密森尼热带研究所和都柏林大学农业食品科学与兽医学院的科学家）对被冲到爱尔兰和英国的小齿沙虎鲨尸体进行了解剖。对物种保护的影响同样来自三一学院的海莉-多尔顿（HaleyDolton）博士是这项研究的主要作者。她说："我们对科学的理解在不断加深，而且我们越来越清楚地认识到，无论过去发生了什么区域性内温进化，越来越多生活方式迥异的鲨鱼物种都保留了这种进化。当我们第一次意识到小齿虎具有与区域性内温相关的特征时，我想'又来了！'，但下一次我们在其他物种身上看到它时，我可能就不会那么震惊了。""对于海洋生物学家来说，这一发现本身非常有趣，但从保护的角度来看，它对区域性内温动物也有重大影响。我们认为，过去深海环境的变化是巨齿鲨灭绝的主要原因，因为我们认为它无法再满足作为大型区域性内温动物的能量需求。我们知道，现在海洋正在以惊人的速度变暖，而被冲到爱尔兰的小齿虎是第一次在这片水域看到。这意味着它的活动范围已经发生了变化，可能是由于水域变暖的缘故，因此我们敲响了几声警钟"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1395481.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1395481.htm

令人震惊的4.39亿年前的"鲨鱼"迫使科学家们重新思考进化的时间线

令人震惊的4.39亿年前的"鲨鱼"迫使科学家们重新思考进化的时间线科学家们对中国新发现的一个棘齿类物种的年龄感到震惊。这一发现是最古老的无争议的有颌鱼，比第一个棘齿鱼的身体化石早了大约1500万年。研究人员的发现最近发表在《自然》杂志上。从数以千计的微小骨骼碎片中重建的新塑梵净山鱼，以著名的联合国教科文组织世界文化遗产梵净山命名，这是一种奇异的鱼类，具有外部骨质"盔甲"和多对鳍刺，使其有别于活着的颚鱼、软骨鲨鱼和鳐鱼，以及骨质鳐鱼和叶鳍鱼。来自中国科学院、曲靖师范大学和伯明翰大学的一个研究小组对梵净山鱼的检查显示，该物种在解剖学上接近于统称为刺鲨的已灭绝的刺"鲨"群。与现代鲨鱼不同的是，棘齿类动物的肩部有皮肤骨化现象，这种现象在有颌鱼类中原始存在。重建海洋中的梵净山鱼效果图梵净山鱼的化石遗骸是在中国贵州省石阡县荣西地层的骨床样本中发现的。这些发现提供了可核实的证据，证明主要的脊椎动物群在所谓的"鱼类时代"开始的4.2亿年前就已经开始了多样化。科学家们发现了使梵净山鱼区别于其他所有已知脊椎动物的特征。它的胸骨、胸骨前和骨盆前的刺与真皮肩胛骨板融合成一个整体。此外，人们发现肩板的腹侧部分延伸到胸鳍棘的后缘。该物种拥有独特的躯干鳞片，这些鳞片的冠部是由一排类似牙齿的元素（odontodes）组成的，上面有不规则的结节状脊。奇怪的是，在鳞片中记录了齿状物的生长，但在真皮骨架的其他部分，如鳍刺中却没有。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（IVPP）的朱敏教授说："这是已知解剖学最古老的有颌鱼。新的数据使我们能够将梵净山鱼置于早期脊椎动物的系统发育树中，并获得关于导致重要脊椎动物适应性（如颚、感觉系统和成对的附属物）起源的进化步骤的急需信息。"从一开始，科学家们就清楚地知道，梵净山鱼的肩部腰部及其鳍刺阵列，是确定这个新物种在早期脊椎动物进化树上的位置的关键。出乎意料的是，梵净山鱼的骨骼化石显示了广泛的吸收和重塑的证据，这些证据通常与包括人类在内的骨质鱼类的骨骼发育有关。首席作者、曲靖师范学院的研究员普拉门-安德烈夫博士说："这种程度的硬组织改造在软骨鱼类中是前所未有的，这个群体包括现代软骨鱼类和它们的灭绝祖先。这说明在有颌鱼多样化开始时，矿化骨架的发育可塑性比目前了解的要大"。梵净山鱼的吸收特征在孤立的主干鳞片中最为明显，这些鳞片显示出牙状的冠状元素的脱落和鳞片基部的真皮骨的移除。薄片标本和断层扫描片显示，这个吸收阶段之后是替代冠状元素的沉积。令人惊讶的是，这种骨骼重塑的最接近的例子是在已灭绝的和活着的骨鱼的牙齿和皮牙（denticles）中发现。然而，在梵净山鱼中，吸收并不像在骨鱼中发生的那样以单个牙齿或齿条为目标，而是去除一个包括多个鳞片齿条的区域。这种奇特的替换机制与有颌脊椎动物典型的牙齿/齿条替换相比，更接近于骨骼修复。重庆鱼类化石库是世界上唯一的早期新石器时代的拉格斯塔特，它保存了完整的、从头到尾的颌骨鱼类，为窥视大量出现的"鱼类的黎明"提供了一个无与伦比的机会。对梵净山鱼的系统发育假说采用了从可观察到的特征中得出的数字矩阵，证实了研究人员的最初假设，即该物种代表了原始软骨鱼类的一个早期进化分支。这些结果对我们了解有颌鱼的起源时间具有深远的意义，因为它们与形态学上对软骨鱼和骨鱼共同祖先年龄的估计相一致，将其追溯到大约4.55亿年前，在一个被称为奥陶纪的时期。这些结果告诉我们，缺乏奥陶纪有颌鱼的无可争议的遗迹，可能是由于对相当古老的沉积物序列取样不足。他们还指出，在与梵净山亚种同时期的地层中，对牙齿、下颚和有关节的脊椎动物化石有强烈的保存偏见。"这个新发现使现有的脊椎动物进化模型受到质疑，因为它大大缩短了有颌鱼类从其最接近的无颌祖先中出现的时间框架。"伯明翰大学的IvanJ.Sansom博士说："这将对我们如何评估早期脊椎动物的进化率以及这些群体的形态和分子变化之间的关系产生深远影响。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331527.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331527.htm

科学家们在17000英尺深处的印度洋底发现了鲨鱼墓地

科学家们在17000英尺深处的印度洋底发现了鲨鱼墓地一张巨大的拖网沿着海底拖动，在科科斯（基林）群岛周围的海洋公园里收集了大量来自各种鲨鱼物种的尖牙。该海洋公园覆盖了印度洋超过18万平方英里的区域，位于澳大利亚和印度尼西亚的西部。它与圣诞岛海洋公园一起，是由澳大利亚政府于3月20日建立的。这两个海洋公园的面积加起来大约是大堡礁海洋公园的两倍。鲨鱼主要由软骨构成，死后不会留下保存完好的骨架。一般来说，唯一的遗迹是牙齿和鳞片。科学家利用这些遗骸来了解海洋的生物多样性，无论是过去还是现在--化石基本上是了解过去的窗口。它们还提供了一种方法来了解该地区在更近的历史中的物种类型。最近发现的大量尸骸令人震惊，因为化石的咬合力是如此之大。西澳大利亚博物馆鱼类馆长格伦-摩尔说，在一个相对较小的区域内发现的牙齿数量"令人震惊"。图为一个白色的盒子里装着几十颗不同颜色的棕色和黑色的鲨鱼牙齿：在科科斯（基林）群岛附近超过17000英尺深处收集的鲨鱼牙齿。图像来源：维多利亚博物馆/BenHealley。摩尔目前正在RVInvestigator号上，这艘船正在西澳大利亚海岸附近的Gascoyne海洋公园进行航行。他指出，在那次航行中也发现了鲨鱼牙齿，但数量没有在科科斯（基林）群岛之行中看到。那次航行收获颇丰，但RV调查员在加斯科因也有重大发现。联邦科学与工业研究组织的鲨鱼专家威尔-怀特在一份新闻稿中说："在航行的早期，我们收集了一条引人注目的小型条纹角鲨。这条鲨鱼（头图中的照片）对科学来说是新的，将被用来描述这个物种。根据其外观，它被认为是属于对人类威胁较小的的鲨鱼家族，被称为牛头鲨。"根据本次航行的首席科学家约翰-基辛（JohnKeesing）的说法，RV调查员最近在海中的航行基本上充斥着以前从未见过的物种。他说："据估计，在RVInvestigator最近的生物多样性调查航行中收集的物种中，约有三分之一可能是科学界没有发现的新物种。"这些调查是在一个对生物多样性特别重要的时刻进行的。本周，世界各国领导人将在蒙特利尔举行联合国主要的生物多样性会议，即第十五届缔约方会议。该会议将试图为未来十年保护自然界设定一个方向，确定各国如何保护陆地和海洋中的动物和植物的生命。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334589.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334589.htm

鲨鱼托儿所：揭开软骨鱼活产的神秘面纱

鲨鱼托儿所：揭开软骨鱼活产的神秘面纱皱腮鲨具有独特的活体繁殖模式，并被认为表现出不少于三年的漫长孕育时间。因此，为了理解胎生性的进化，有必要在不同的进化谱系中研究这一特征。就软骨鱼类而言，包括鲨鱼、鳐鱼和鳐鱼等物种，这些物种中多达70%的鱼会产下活体幼鱼。尽管如此，由于这些动物难以捉摸的性质、低繁殖力以及庞大和重复的基因组，人们对它们的活体性仍然了解不足。在最近发表在《基因组生物学与进化》上的一篇文章中，由日本理化学研究所生物系统动力学研究中心植物信息学实验室组长ShigehiroKuraku领导的一个研究小组，着手解决这一问题。他们的研究确定了蛋黄蛋白，这些蛋白在哺乳动物转向胎生后消失，但在胎生鲨鱼和鳐鱼中保留。他们的研究结果表明，这些蛋白质可能已经进化出一种新的作用，为软骨鱼类的发育中的胚胎提供营养。据现在在三岛国立遗传学研究所担任分子生命史实验室教授的Kuraku说，调查人员长期以来一直想进一步了解鲨鱼及其亲属中胎生性的进化。"繁殖是软骨鱼类最迷人的特征之一，因为它们显示出广泛的繁殖模式"。在胎生物种中，这包括一系列为发育中的胚胎提供营养的机制，从完全依靠胚胎卵黄囊中的营养，到喂养胚胎未受精卵，从子宫中分泌营养（"子宫乳"），或通过胎盘转移营养物质。为了更好地了解这些不同的机制，作者搜索了12种软骨鱼类的基因组和转录组数据，以寻找卵黄素（VTG）的同源物，卵黄素是产卵物种在雌性肝脏中合成的主要卵黄蛋白。无论它们的繁殖方式如何，所有软骨鱼类都至少有两个Vtg的拷贝，而所有Vtg的拷贝都已从哺乳动物中消失（尽管作者在一种有袋动物中发现了一个拷贝，而以前并不知道它有一个Vtg基因）。接下来，作者搜索了VTG受体的同源物；虽然哺乳动物保留了该受体的一个拷贝，但Kuraku和他的同事在软骨鱼类中发现了两个古老的串联复制，产生了三个受体的拷贝。作者指出，这一发现是出乎意料的。"我们预测鲨鱼基因组中保留了蛋黄蛋白基因，因为活体鲨鱼部分依赖于蛋黄的营养供应，"Kuraku说。"最让我们吃惊的是，包括鲨鱼在内的软骨鱼类有更多的蛋黄蛋白受体基因拷贝"。这表明，这些蛋白质可能在这种胎生鱼系中提供一种新的功能。为了阐明VTG及其受体在这些物种中的功能，作者比较了一种产卵鲨鱼（云纹猫鲨）和两种胎生鲨鱼的组织转录组数据。皱腮鲨是一种胎生物种，不向发育中的胚胎提供母体营养，而星鲨则有胎盘。在产卵的云纹猫鲨中，VTG主要在肝脏中表达，而其受体主要在卵巢中表达。相反，在两种胎生鲨鱼中，VTG不仅在肝脏中表达，而且在子宫中也表达。有趣的是，VTG受体在这些物种的子宫中也有表达。这表明，VTG蛋白可能不仅具有卵黄营养物的功能，而且还可能被输送到子宫，在那里它们可能在一些软骨鱼类中发挥提供基于母体的营养的作用。正如作者所指出的，这种令人感兴趣的可能性还有待通过功能研究加以证实。他们还希望将这一分析扩展到对与软骨鱼各种繁殖模式相关的因素进行全基因组调查。不幸的是，鉴于在获得生物样本方面的挑战，这种实验在这些物种中很难进行。然而，Kuraku和他的合作者希望能改变这种情况。Kuraku说："这项研究是通过具有各种专业知识的人之间的网络来实现的，他们认识到软骨鱼的生物潜力，这也带来了Squalomix联盟的启动和发展，"这是一项在2020年发起的倡议，旨在促进专门针对鲨鱼和鳐鱼物种的基因组和分子方法。该联盟旨在公开其资源，包括一种可能有助于实现分子功能测定的细胞培养技术，促进未来对这些难以捉摸和迷人的生物的繁殖模式的研究。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358991.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1358991.htm

科学家们发现了一种物种产生的新方式

科学家们发现了一种物种产生的新方式由康斯坦茨大学动物学和进化生物学教授AxelMeyer领导的一项研究，成功地证明了在慈鲷鱼中出现了一个新的杂交物种。这可能是在脊椎动物中首次出现的这种遗传变异方法。研究人员利用120多个个体的全基因组测序以及其他一些技术，揭示了尼加拉瓜锡洛亚火山口湖中的慈鲷A.sagittae和A.xiloaensis出现了一个新的杂交物种。他们的研究结果最近发表在《自然通讯》杂志上。研究小组早在2018年就在锡洛亚火山口湖中发现了类似于两种慈鲷鱼的杂交种的鱼类。此外，基因测试显示，这些鱼的基因组有两个物种的元素，取决于标记。"我们现在可以对这些鱼的完整基因组进行测序，并更仔细地观察杂交鱼的基因组是如何组成的。事实上，我们有可能在染色体上确定杂交种的哪一部分来自A.sagittae，哪一部分来自A.xiloaensis"AxelMeyer说。尼加拉瓜锡洛亚火山口湖的慈鲷鱼（这里是Amphilophusxiloaensis）资料来源：阿德-科宁斯；慈鲷鱼出版社研究小组还能够发现，由于标记的细节，这个新物种的大多数个体只在它们之间进行繁殖，这表明它确实是一个新物种。也有可能是由于交配选择中的一个"错误"而形成的杂交种，这将解释为什么它们的后代可能被证明是不孕不育的，或者是再次与两个亲缘物种之一交配的杂交动物。在几百代内出现的非常年轻的新物种，在形态学上、生理学上和生态学上都不是两个亲本A.sagittae和A.xiloaensis之间的直接中介。相反，这些杂交种显示出具有亲本中没有的特征的过渡性表型的各个方面。因此，它们占据了与它们的两个亲本不同的生态位，使它们能够在湖中共存。来自体质的生态学后果这些鱼类在尾根的形状上与它们的祖先不同--尾鳍附着在身体上的部分。"可能这就是为什么它们的游泳能力更强，你会发现这种类型的身体比例经常出现在可以快速加速的鱼身上"，Meyer解释说。这使得杂交鱼能够在不同的觅食地游荡，而不是西洛亚湖中的其他四个物种，包括两个亲缘物种，其中一个是生活在开阔水域的修长物种，而另一个具有较深的身体形状，生活在靠近岸边的地方。通过对这些动物的稳定同位素分析，研究人员能够表明，新物种的猎物包括其他鱼类、螃蟹和虾--这些猎物在食物链中已经非常高。可能这个新物种的个体是湖中最成功的捕食者。独特的生态位新的杂交物种占据了一个独特的生态位，这在西洛亚湖这样的小型生态系统中是非常重要的，因为它的直径只有一公里多一点。阿克塞尔-迈耶说："单个物种在如此有限的生境中长期共存的前提条件是，它们之间没有竞争关系"。特别是由于新的标本不是在很大的地理距离上发生的，而是在与原始物种相同的小栖息地的共生条件下发生的。基因组测序、形态计量学、稳定同位素分析--通过这种不同数据集的组合，研究人员能够了解新物种是如何进化的。在一项新的研究中，研究人员考察了当杂交鱼被赋予相互繁殖或与母体物种的个体繁殖的选择时，错误发生的频率。最后的问题是：交配选择是如何被遗传控制的？...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333033.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333033.htm

全球变暖增加了外温动物遭遇热衰竭的风险

全球变暖增加了外温动物遭遇热衰竭的风险这些研究人员是奥胡斯大学的五位动物生理学家，他们最近在著名的科学杂志《自然》上发表了他们的研究结果，该研究被刊登在封面上。研究人员根据先前对外温动物的研究数据得出了他们的发现。外温动物的地理分布与它们忍受环境温度条件的能力之间存在着众所周知的关系，它们只能在能够使它们发育和繁殖的温度下生存。在马达加斯加的Monodactylusargenteus鱼的热衰竭率可能会随着全球变暖导致的最高气温的预期上升而平均增加180%。如果温度超过它们所能忍受的阈值，动物就会受到伤害。这些伤害随着时间的推移不断积累，最终决定了该物种是否能在普遍的温度条件下生存。该研究的共同作者之一，博士后LisaBjerregaardJørgensen解释说："温度越高，超过物种的耐受水平，它们就会越快地积累伤害。"研究人员分析了112种外温动物对热应激的温度敏感性。分析表明，如果温度仅上升1°C，热损伤积累的速度就会增加一倍多。而由于这是一个指数级的增长，温度上升2℃，热损伤积累的速度将增加4倍以上，而对于3℃的上升，损伤速度将增加8倍以上。这只亚利桑那州的索诺兰沙漠龟宝宝这样的爬行动物是外温动物，但不一定是冷血动物；其血液温度取决于环境温度。而这一点正在变得危险。资料来源：美国鱼类和野生动物管理局西南区然后，研究人员将他们的温度敏感性数据与全球变暖带来的预期最高温度上升的模型进行了比较。这些数据显示，在全球范围内，外温动物的热损伤率可能平均增加700%，在陆地上的许多环境中可能增加2000%以上。对于水生外生动物，相应的数字是180%和500%。区域分析表明了巨大的影响，特别是在涵盖欧洲和北美大部分地区的北温带，以及北极周围的海洋。即使研究人员不知道导致热应激和死亡的潜在生理和生化反应，他们的研究表明，这些过程在所有的外生动物群体中对温度极为敏感。这可能表明，类似的过程决定了热损伤的程度。"我们也不能预测有多少物种和个体有屈服于温度上升的风险，因为热应激的阈值在不同的物种之间有很大的不同。此外，许多陆地上的外温动物可以通过寻找阴凉处来调节它们的温度，从而减少热损伤的风险。"该研究的共同作者JohannesOvergaard教授说："这对水生动物来说并不那么容易。""问题是，这种对热伤害的高度敏感性意味着我们有可能低估未来热浪的影响。我们的研究结果表明，未来持续发生的热浪将产生重大的后果--即使不是所有的物种都会受到相同程度的影响。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334457.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334457.htm