这条鱼的“腿”进化出一种特殊的感觉,可以寻找隐藏在沙子里的食物

北海知更鸟 (Prionotus carolinus 卡罗来纳鲷)是海洋中比较不寻常的鱼类之一,它用腿状的鳍沿着海底拖曳自己。

新的研究表明,这些附属物不仅有助于移动,还可以让鱼在寻找食物时“品尝”它遇到的任何东西,这一发现可以解释为什么其他海洋生物会跟随这条鱼四处寻找残渣。

这种奇怪的跟随领导者的游戏促使这项新研究背后的国际团队更仔细地分析北海知更鸟,让圈养的鱼在实验室条件下寻找埋藏的贻贝。

对捕获的鱼的观察显示,他们沿着鱼缸的沙地进行了短暂的游泳和漫步,间歇性的抓挠逐渐发现了隐藏的食物藏匿处。鉴于没有找到任何海水的控制胶囊,他们似乎有一种隐藏的感觉。

海知更鸟探测和挖掘隐藏食物的能力随后导致人们发现,鱼细长的腿上覆盖着感觉,这与微小的凸起相似在我们的舌头上充满了触敏的味觉感受器。

行动中的北海知更鸟。(哈佛大学)

深入了解动物的基因组,该团队还能够找到负责这些特殊附属物发育的基因,并弄清楚感觉适应是如何在某些海知更鸟品种中进化的,而不是其他品种的。

“海鸲是具有非常不寻常、非常新颖特征的物种的一个例子,”哈佛大学细胞生物学家和电生理学家 Corey Allard。“我们想以它们为模型来问,你如何制作一个新的器官?”

基因分析意味着研究人员能够识别TBX3A基因是这些感觉腿部适应的关键。在具有该基因功能障碍形式的鱼中,腿部、和食物清除行为的形成受到不利影响。

感觉依恋随着时间的推移而发展。(莉莉·苏西)

另一个发现是第二次交付的海鸲不具备同样的品尝和用腿挖食物的能力。事实证明,这是因为这些鱼是不同的物种,Prionotus evolans (鸨鳃);一种用腿走路的海知更鸟,但缺乏亲戚的感官能力。

研究人员发现,“味觉足”物种只出现在几个地方,这表明从进化的角度来看,这种感官适应可能是最近的。更重要的是,这些基因的配置方式在包括人类在内的许多其他物种的肢体发育中很常见。

“这是一种鱼,它使用有助于我们四肢发育的相同基因长出腿,然后重新利用这些腿,使用我们的舌头用来品尝食物的相同基因来寻找猎物——非常野生,”哈佛大学细胞生理学家 Nicholas Bellono。

该研究背后的团队解释了这种复杂的特征会发展在野生生物中——在这种情况下是北海知更鸟的感觉肢体——也有助于理解其他物种,甚至是不太知名的物种。

“虽然许多性状看起来很新,但它们通常是由已经存在了很长时间的基因和模块构建的,”斯坦福大学发育生物学家大卫·金斯利 (David Kingsley)。“这就是进化的运作方式:通过修补旧部分来构建新事物。”

该研究已发表在当前生物学,这里这里.

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