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如何应对1600头大象压力?科学家发现深海狮子鱼抗压秘诀!

 徐德文科学频道 2020-02-14

把整个埃菲尔铁塔,或者说1600头大象,大约7000吨重量压在你身上会怎样?你可能会说,呃,早成石墨烯了,只有一个原子厚的二维结构。然而,在地球最深的马里亚纳海沟深处,却有一群半透明的鱼类,它们就在这种巨大压力的环境里,轻松写意地生活,怡然自得。

这种鱼名叫钝口拟狮子鱼(Pseudoliparis swirei,或Hadal snailfish),栖息在6000到近8000米的深海中,是一种肉食性鱼类,可长到20多厘米长,常常成群结队一起活动,在世界最深、最黑暗、最寒冷的海洋里,向我们展示生命的顽强和奇妙。

为什么这些动物能适应如此极端的压力呢?西北工业大学和中国科学院的科学家们对此进行了研究。2017年,研究人员利用天涯号深渊着陆器,在西太平洋马里亚纳海沟深处约7000米左右的三个地方,捕捉了一些钝口拟狮子鱼,进行了基因组测序,这是科学家们进行测序的第一种海洋深处动物。

结果表明,这些狮子鱼已脱胎换骨,进化出了适应海底极端高压的非常薄且可弯曲的软骨,非闭锁的颅骨,以及更具韧性的细胞膜。通过DNA对比,研究人员为这些狮子鱼找到了它们失散已久的表兄——细纹狮子鱼(Liparis tanakae),它们目前住在东海、黄海以及日本和朝鲜等海域,栖息在水深50至121米的亚潮间带里,生活“压力”远远小于它们的深渊表弟。大约2000万年前,这两个物种从同一个祖先那儿分道扬镳。

研究发现,深海狮子鱼的骨钙蛋白(bglap)基因具有移码突变,可能导致软骨钙化在早期终止;蛋白序列的改变和基因的扩增可能增强了狮子鱼细胞膜的流动性和转运蛋白活性;而其它一些关键基因的突变,则提高了这些蛋白的稳定性。所有这些基因突变,帮助深海狮子鱼适应了极端恶劣的环境,有助于它们的细胞在极端高压环境下正常开展工作。

另外,在着陆器的灯光照射到深海狮子鱼时,它们全然没有任何反应,这说明它们的视觉功能已经完全退化了。在对基因组进行比较分析后,研究人员发现狮子鱼已经失去了几个重要的光感受器基因。不过研究人员还是发现了五种仍然活跃的基因,表明这种鱼可能还是具有残留的视觉功能。

最令人感兴趣的是,在7000米的海洋深处,竟然生活着数百个海洋物种,包括蠕虫、软体动物、棘皮动物、甲壳类等,而这些小小的狮子鱼竟然是深海食物链的最顶层生物,完全就是超霸深渊的暴力“狮群”啊。

这项研究发表在4月15日《自然-生态与演化》杂志上。

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