本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
很少有动物像欧洲鳗鱼一样为了交配而长途跋涉。秋天来临时，这些鳗鱼离开它们的湖泊和河流，开始前往马尾藻海的艰苦旅程。大多数鱼在第一段旅程中就 погибают 了。有些在水力发电厂的涡轮机中被碾碎，另一些则被捕在笼状陷阱中。对于那些成功将淡水换成咸水的水生生物来说，旅程才刚刚开始。它们的产卵场仍在 5000 公里（3000 英里）之外。鳗鱼游动数月，不休息也不进食。当它们疲惫不堪地到达马尾藻海时，只剩下一项任务：交配，然后死亡。
当一个生命周期结束时，另一个生命周期开始了。新生鳗鱼生命中的第一个主要阶段是柳叶鳗，意思是“细长的头”。在这个阶段，鳗鱼幼虫像微小的玻璃叶子。它们的身体完全透明，像镍币一样扁平。柳叶鳗看起来可能很脆弱，但不要搞错：这些幼鱼能够自食其力。它们比普通鱼类幼虫生长得更大，并且是游泳健将。它们必须如此，因为它们生命中的第一个目标是返回父母的故乡。即使它们搭乘墨西哥湾暖流和其他洋流，也可能需要一年时间才能到达欧洲海岸。
当柳叶鳗接近海岸时，它们会变成管状的玻璃鳗。玻璃鳗的身体结构更接近成年鳗鱼，尽管它仍然是透明的。幼小的鳗鱼可能会在沿海水域停留一段时间，但最终它们会向上游迁徙，并在小溪和河流中定居。内陆水域将是它们未来十年的家园。随着体型的增长，鳗鱼攀登食物链的阶梯，直到达到顶端。不久之后，马尾藻海再次召唤。
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这似乎是一种非常复杂的成长和繁殖方式，事实也确实如此。鳗鱼及其近亲（主要是大海鲢和狐鲣）的生命周期是鱼类中最复杂的生命周期之一。例如，没有其他鱼类经历柳叶鳗阶段。这些幼虫与成年鳗鱼如此不同，以至于在 19 世纪末之前一直被视为一个单独的物种。
荷兰研究人员现在发现了鳗鱼基因组中关于这种复杂生命周期如何产生的线索。与其他鱼类不同，鳗鱼的基因组中保留了八个完整的 Hox 基因簇。Hox 基因是胚胎发育的主控制器。通过开启和关闭其他基因，它们塑造了未来动物的布局。除其他外，Hox 活性的位置和时间决定了肢体将在哪里萌芽以及大脑如何被图案化。
大多数脊椎动物（包括我们）有四个 Hox 基因簇。矛形文昌鱼，最接近的现存脊椎动物亲戚之一，仅靠一个基因簇就能生存。我们额外的 Hox 基因簇起源于我们遥远祖先的两次古老基因组复制。一个基因簇变成两个，两个变成四个。原始脊椎动物充分利用了这些额外的 Hox 基因簇——它们进化出了大脑、头骨和下颌。矛形文昌鱼仍然没有大脑、头骨和下颌。
对于鱼类来说，这种双重复制还不够。真骨鱼祖先的基因经历了第三轮复制，产生了 8 个 Hox 基因簇。但这一次，扩大的基因工具包并没有产生新的器官和骨骼。相反：大多数鱼类摆脱了它们额外的 Hox 基因和基因簇。例如，斑马鱼完全失去了它们的第 8 个基因簇，而鳉鱼则失去了第 6 个。当然，鳗鱼除外。它们只是保留了所有这些基因簇。
荷兰研究人员认为，如此高的 Hox 基因簇数量使鳗鱼能够将两种截然不同的身体结构结合到一个生命周期中。从柳叶鳗到玻璃鳗的转变当然是戏剧性的。柳叶鳗的胶状骨骼被吸收并被骨骼取代，幼虫缩小到原来的一半大小，带状身体变成圆柱形。幼虫似乎必须利用其额外 Hox 基因的发育潜力才能完成这一转变，尽管研究人员尚未对此进行测试（他们只研究了早期胚胎中的 Hox 活性）。
当然，Hox 基因的数量本身并不是复杂性的直接衡量标准。它们活动的时间和位置的细微变化才是幼虫发育的关键。然而，存在第二个具有额外 Hox 基因的生物的例子，其生命周期的复杂性与欧洲鳗鱼的生命周期相匹配。鲑鱼。鲑鱼的基因组已经被第四次复制，这可能并非巧合。
到目前为止，绘制欧洲鳗鱼漫长而曲折的生命周期已经花费了数个世纪，但时间可能不多了。漫长的世代时间使这些生物容易受到过度捕捞和栖息地破坏的影响。近年来，鳗鱼种群已经崩溃，以至于 IUCN 已经将该物种列入红色名录。渔民仍然被允许捕捞幼鳗和老鳗，这真是一个小小的悲剧。希望返回欧洲的玻璃鳗在英国、西班牙和法国被捕捞。成年银鳗在离开前往马尾藻海时，在荷兰等国家被捕捞。
欧洲堡垒。遥不可及，无法逃脱。
参考文献
Henkel CV, Burgerhout E, de Wijze DL, Dirks RP, Minegishi Y, Jansen HJ, Spaink HP, Dufour S, Weltzien FA, Tsukamoto K, & van den Thillart GE (2012). Primitive Duplicate Hox Clusters in the European Eel's Genome. PloS one, 7 (2) PMID: 22384188
照片
格雷弗林根梅尔湖中的鳗鱼 作者：Arne Kuilman，保留所有权利。经许可使用。
鳗鱼生命周期来自参考文献。