俄克拉荷马大学 R拍摄的绿笛鲷
倍坦库尔，莫斯克拉& amp2月10日，加拉帕戈斯，西摩
2017
信用:R
倍坦库尔，莫斯克拉& amp2月10日，加拉帕戈斯，西摩
2017
棘鱼是淡水湖泊中一个研究得很好的系统，但是在海洋环境中占据水柱不同位置的会聚形态类型的演化却不太清楚
由俄克拉何马大学的研究人员领导的一个国际科学家小组决定测试来自不同海洋盆地的海洋鱼类物种从水底到中层栖息地的独立转变在多大程度上导致了体型形态的反复演变，这与棘鱼中记录的情况相当
这项研究的动机是基于《美好生活》(加州
著名的哈佛大学古生物学家和进化生物学家斯蒂芬·J
古尔德
由OU领导的研究“海洋鱼类中与水柱转变相关的进化决定论和趋同”由美国国家科学院院刊出版，并由国家科学基金会资助，由OU的研究人员指导，包括生物学助理教授里卡多·贝坦库尔-R、萨姆诺布尔俄克拉荷马自然历史博物馆生物学助理教授兼助理馆长达希亚娜·阿尔希拉，以及生物学博士后学生梅利莎·林孔-桑多瓦尔和生物学研究生伊曼纽尔·杜阿尔特-里贝罗和安扎内·桑塔奎特里亚
乔治·华盛顿大学、史密森学会、斯克里普斯学会和美国老自治领大学以及澳大利亚詹姆斯·库克大学和哥伦比亚国立大学的合作者也参加了这次会议
这项研究需要收集100多种鲷鱼的全基因组数据，包括商业上重要的食用鱼(例如
g
红笛鲷),发现于世界各地所有海洋的热带和亚热带水域，有些物种与珊瑚礁或岩石基质密切相关，而其他物种几乎只生活在中层水域
它还汇总了体型、生态栖息地、地理分布以及古生物和地质信息的数据层
像刺鱼一样，笛鲷提供了一个独特的进化系统来评估沿着水柱的过渡在多大程度上一直导致类似身体计划的进化
贝坦库尔-R和他的团队对这些想法进行了严格的测试，结果显示，在笛鲷4500万年的历史中，所有主要海洋的祖先海底谱系多次独立侵入水柱
这些进化转变与趋同表型持续相关，其中具有截尾鳍的深海底栖生物一再进化为具有分叉尾鳍的细长中层水物种——适应减少水动力阻力和提高游泳性能
这种模式在远亲群体中的反复演变表明，由于环境限制，存在有限的高适应性解决方案
古尔德在他的《精彩人生》一书中提出了一个著名的思想实验
他建议说，如果我们能够在相同的开始条件下多次重放生活的磁带，那么每次我们都会得到完全不同的结果
虽然我们不能重放生命的磁带，但我们仍然可以看到在不同地方相似的生态条件下进化的结果
在过去的几十年里，乔纳森·洛斯和其他进化生物学家已经证明，在空间而不是时间中重放生命的磁带确实产生了可重复和可预测的结果
一个这样的例子来自大安的列斯群岛的变色龙
洛斯和他的团队的研究与古尔德的论文相矛盾，因为非常相似的一组专家变色龙物种在每个主要岛屿上独立且趋同地进化
虽然变色龙为陆地栖息地的进化可预测性提供了一个教科书般的例子，但在水生生物中也发现了类似的过程
例如，三刺刺鱼是一种小型海洋鱼类，原产于北美、欧洲和亚洲的海岸
值得注意的是，这个物种已经独立地在世界上成千上万的淡水溪流和湖泊中定居
大多数殖民事件导致了一种以浮游动物为食的细长体中层水形态和一种以大型底栖无脊椎动物为食的深海底栖形态的进化
就像变色龙一样，每个湖中的不同形态彼此之间的关系比它们在不同湖泊中的生态对等形态更为密切
与古尔德的假设相反，研究人员可以预测，如果一个新的湖泊形成，它最终将被海洋刺鱼占据，这些刺鱼将进化成细长体的中层水和深海海底生物
棘鱼是淡水湖中一个研究得很好的系统，但是在海洋生境中，占据水柱不同位置的会聚形态类型的演化却很少被研究
研究人员对古尔德的想法提出了挑战，他们表明，趋同的生态和功能表型在不同的谱系中普遍存在，并跨越不同年龄的不同甲鱼群体，为类似的环境挑战找到了可预测的解决方案，最终证明了体型进化中强烈的进化决定论
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