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皇冠体育研究发现,数千年的海洋冷却导致了更大的鱼类

2022年8月23日

皇冠体育研究发现,数千年的海洋冷却导致了更大的鱼类

Dahiana Arcila in Reykjavík, Iceland. Arcila is the recipient of a National Science Foundation CAREER award to study the evolutionary history of marine fishes.
冰岛Reykjavík的Dahiana arila。阿西拉因皇冠体育研究海洋鱼类的进化史而获得美国国家科学基金会职业奖。

地球的地质历史以许多动态的气候变化为特征,这些变化往往与温度的大变化有关。这些环境变化可以导致性状的变化,比如体型的变化,这可以通过化石记录直接观察到。

为了皇冠体育研究在直接测量记录之前发生的温度变化(称为古气候学)是否与体型变化有关,皇冠体育鱼类进化实验室的几名成员决定用四齿形鱼类作为模型组来验证他们的假设。四齿形鱼类主要是热带海洋鱼类,包括河豚、箱鲀和麻鱼。

这项皇冠体育研究是由皇冠体育州萨姆·诺布尔自然历史博物馆的生物学助理教授兼助理馆长达希安娜·阿西拉、生物学助理教授里卡多·贝坦库尔以及生物学皇冠体育研究生艾米丽·特罗耶领导的,他们都来自皇冠体育州立大学道奇家庭艺术与科学学院。该项目还包括来自美国史密森学会、芝加哥大学和乔治华盛顿大学以及意大利都灵大学、法国里昂大学和澳大利亚联邦科学与工业皇冠体育研究组织的合作者。

皇冠体育研究人员发现,在过去的1亿年里,随着海洋温度的逐渐冷却,这些鱼类的体型变得越来越大。

Fig 2 showing the evolution of tetraodontiform body size over time.
图2显示了四齿兽体型随时间的演变。

他们的发现符合进化趋势的两个众所周知的规则:柯普规则,即生物体的体型会随着进化时间的推移而增加;伯格曼规则,即物种在较冷的环境中体型会变大,在较热的环境中体型会变小。然而,人们不太了解的是,这些规则与变温动物之间的关系,变温动物不能调节皇冠体育app的内部体温,依赖于外部或环境气候。

“Cope和Bergmann的规则在恒温动物或温血动物,如鸟类和哺乳动物中得到了很好的支持,”Troyer说。“然而,在变温物种中,尤其是脊椎动物,这些规则往往有不同的发现。”

皇冠体育研究古代鱼类的一个挑战是化石记录很少。为了补充这些缺失的信息,皇冠体育研究人员将活鱼的基因组数据与化石数据结合起来。

阿西拉说:“当你在生命之树中观察不同的群体时,你会注意到,实际上有良好化石记录的群体数量有限,但更大的海洋鱼类群体(被称为四齿形动物),包括受欢迎的河豚、海洋太阳鱼和箱鱼,是非凡的,因为它有惊人的古生物记录。”“因此,通过整合基因组学和古生物学这两个领域,我们实际上能够带来仅使用一种数据类型无法获得的新结果。”

然后,基因组和化石数据与海洋温度数据相结合,证明了过去1亿年气候逐渐变冷与四齿形鱼类体型的增加有关。

阿西拉说:“根据化石数据,我们发现这些鱼一开始非常小,但你可以看到现存的物种要大得多,这些变化与海洋在很长一段时间内的降温有关。”

虽然四齿形鱼类的进化似乎符合Cope和Bergmann的假设,但作者补充说,更多的因素可能在鱼类体型的进化中发挥作用。

Troyer说:“看到这两种生物规律在四齿形动物中得到支持真的很令人兴奋,因为与陆地物种相比,这些趋势在海洋鱼类中得到的皇冠体育研究较少。”“毫无疑问,我们将在未来发现更多关于它们体型进化的信息。”

这篇题为《古气候变化对海洋鱼类体型进化的影响》的论文发表在《美国国家科学院院刊》上。今年早些时候,阿西拉获得了美国国家科学基金会颁发的教师早期职业发展奖,以提高对地球生命进化史的科学理解。