巴塞尔大学 坦噶尼喀湖的慈鲷
学分:阿德里安·英德穆尔，巴塞尔大学/动物学 非洲的坦噶尼喀湖是生物多样性的真正热点
在不到1000万年的时间里，这个湖里已经进化出大约240种鱼
巴塞尔大学的一个研究小组研究了这种爆炸性物种形成现象，并为生物多样性的起源提供了新的见解，正如他们在《自然》杂志上报道的那样
地球上生命的多样性是由两个对立的过程形成的:大规模灭绝阶段和以大量新物种快速进化为特征的事件
这种生物多样性的爆发，也被称为适应性辐射，是地球上生物物种的主要原因
例如，今天存在的大多数动物门是在大约5.4亿年前的寒武纪辐射过程中进化而来的(也称为寒武纪大爆发)
是什么触发了这些大规模的适应性辐射，以及爆炸性物种形成的过程是如何详细进行的，到目前为止基本上还是未知的
适应性辐射的不同阶段 非洲五大湖维多利亚、马拉维和坦噶尼喀湖的慈鲷鱼是适应性辐射最令人印象深刻的例子
以坦噶尼喀湖的慈鲷鱼为模型系统，由巴塞尔大学的沃尔特·萨尔茨伯格教授领导的科学家团队现在已经详细研究了适应性辐射现象
在对布隆迪、坦桑尼亚和赞比亚的广泛实地考察中，他们收集了坦噶尼喀湖中几乎所有约240种慈鲷科鱼类的标本
基于这些材料，他们汇编了一个涵盖形态学、生态学和遗传学信息的综合数据集
例如，该团队使用x光成像和高分辨率计算机断层扫描分析了所有物种的体型和颌骨形态
动物学家对咽颌的三维结构特别感兴趣
第二组颚位于慈鲷科鱼类的咽部，用于咀嚼食物，使鱼能够专注于非常特殊的营养龛
因为对不同环境的适应是适应性辐射的核心组成部分，研究人员还量化了每个物种使用的生态位
在巴塞尔大学植物研究所的合作下，他们测量了鱼肌肉组织中稳定的碳和氮同位素组成
这些测量可以确定鱼生活在什么样的栖息地，它们使用什么样的食物资源
此外，研究小组对坦噶尼喀湖的每一种慈鲷都进行了两个完整的基因组测序
基于这些分子信息，他们能够重建该湖中慈鲷类的完整系统发育
基于他们的分析，科学家们可以证明坦噶尼喀湖鱼类的进化不是一个渐进的过程，而是发生在快速形态进化的三个离散的脉冲状阶段
“每一个阶段的特点是专属于湖泊提供的栖息地的不同方面，”第一作者Dr
Fabrizia Ronco
第一个脉冲涉及身体形状的多样化，随后是口腔形态的脉冲和咽颌形状的最后一个脉冲
特别是咽颌在辐射中起了关键作用，因为它的快速形态进化与大量物种形成事件相吻合
洞察生物多样性的演变 通过对大约600个新测序基因组的分析，巴塞尔的研究人员表明，坦噶尼喀慈鲷的物种最丰富、生态和形态最多样的谱系包含遗传上更多样的物种
萨尔茨伯格说:“基因多样性水平的提高是否是高度多样化谱系的普遍特征，或者这种模式是否是坦噶尼喀湖慈鲷独有的，仍然是未知的。”
通过研究异常丰富的适应性辐射，如非洲慈鲷，科学家可以了解更多关于生物多样性是如何产生的以及与它相关的因素
巴塞尔大学动物学家目前的发现为这些问题提供了新的途径
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