Global adaptation to climate change in the twilight zone revealed by shared signals of selection in mesopelagic lanternfishes

通过解析大西洋和太平洋灯笼鱼的全基因组序列,本研究揭示了广泛存在的、对气候变化的共享遗传适应,并鉴定出34个参与应对变暖、海洋酸化及缺氧的候选基因。

原作者: Cama, B., Tian, D., Siu, N., Frable, B., Prado, X., Yalisove, M., Smith, L., Dowlin, A., Johnsen, S., Salvanes, A. G. V., Tseng, J., Correa, A. M. S., Arcila, D., Martin, C. H.

发布于 2026-05-26
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原作者: Cama, B., Tian, D., Siu, N., Frable, B., Prado, X., Yalisove, M., Smith, L., Dowlin, A., Johnsen, S., Salvanes, A. G. V., Tseng, J., Correa, A. M. S., Arcila, D., Martin, C. H.

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想象海洋是一面巨大而隐形的海绵,每年吸收人类向大气排放的约 30% 的碳污染。虽然我们知道海水正在吸收这份“海绵负荷”,但我们并不真正了解栖息其中的微小生物如何应对热量与化学变化。

这项研究聚焦于灯笼鱼,它们如同深海中的“主力军”。按重量计算,灯笼鱼是地球上数量最多的脊椎动物,并在暮光区(海洋中深邃黑暗的一层)充当主要的消费者。由于数量庞大,它们在海洋处理碳的过程中发挥着巨大作用。

科学家们提出了一个重大问题:这些灯笼鱼是在进化以适应我们不断变化的气候,还是仅仅在苦苦支撑?

为了找出答案,研究人员化身为遗传侦探。他们从大西洋和太平洋的灯笼鱼中采集 DNA 样本,考察了三种不同类型的灯笼鱼。他们寻找的是“共享信号”——即无论鱼类栖息于何处,DNA 的某些特定部分似乎都因相同的压力而被迫发生改变。

以下是他们发现的简要解读:

  • 匮乏的家族历史:这些鱼类似乎都源自一个种群严重崩溃的时期,很可能发生在上一个冰河时代。仿佛整个家族树被修剪得只剩下寥寥几根枝干,如今虽在重新生长,但祖先的数量有限。这表明它们的种群规模比我们想象的要小,且分布更为分散。
  • “共享生存套件”:尽管生活在不同的海洋中,两地的鱼类都显示出34 个特定基因的变化。可以将这些基因想象成一本共享的生存手册,不同家族的鱼类都在同时对其进行更新。
  • 手册的内容:这些更新中约 81% 明显与应对热量酸性海水(由海洋酸化引起)有关。
    • 其中一个基因如同“热盾”(一种热休克蛋白),帮助细胞在高温下存活。
    • 其他基因则如同骨骼与外壳的建筑队。由于海洋正变得更具酸性,鱼类构建骨骼和耳石(耳石)变得更加困难。这些基因正超负荷工作,以维持其结构的坚固。
    • 许多这些相同的基因也被已知能帮助鱼类应对低氧和突发的温度飙升,其作用类似于人在炎热时出汗或喘息。

核心结论
这项研究表明,灯笼鱼并非仅仅是气候变化的被动受害者。相反,它们正在全球范围内主动且相似地进行适应。仿佛大西洋的鱼类与太平洋的鱼类,尽管从未相遇,却都收到了相同的“紧急更新”,以升级其遗传软件,从而应对一个更热、更酸的世界。这为科学家提供了一种新的视角,去审视海洋生命如何努力跟上气候变化的步伐。

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