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脊椎动物的进化通常远慢于蜗牛的速度,这使得研究活体动物的进化过程非常困难。然而,一个引人注目的例外是三刺鱼。自从它首次出现以来的短短 15,000 年里,三刺鱼经历了快速的物种形成,进化出大量不同的形态,每种形态都适应其栖息的溪流或湖泊中的特定生态位。因此,它成为研究人员试图研究进化变化背后的遗传学的理想对象。在这方面,今天发表在《自然》杂志上的研究结果代表着一个重要的进展。根据该报告,新创建的鱼类基因图谱使研究人员能够将鱼类行为或形态的变化与鱼类基因组的变化联系起来。
到目前为止,该研究的作者已经使用该图谱来追踪来自不列颠哥伦比亚省普里斯特湖的鱼类的骨骼装甲和摄食形态的变化。研究人员专注于两种三刺鱼物种——一种栖息在湖底多草的浅滩中,另一种栖息在开阔水域中——发现鱼类骨骼的不同部分,即使是彼此靠近的部分,也受不同的染色体区域控制。他们说,这为独立修改不同摄食和装甲结构的大小和数量提供了灵活的遗传系统。
然而,科学家们最重要的成就可能是该图谱本身的开发。“我们认为这是我们找出进化出新性状需要多少基因变化的机会,”斯坦福大学团队成员大卫·M·金斯利评论道。“使用这种方法,我们可以询问自然界使用哪些基因或发育途径来创造一个新物种。”