脊椎動物從水生到陸生演化的遺傳創新機制

2021年2月5日，《細胞》雜志以封面故事發表了中國科學家的兩篇論文，揭開了脊椎動物從水生到陸生演化遺傳創新機制的面紗。

這兩項姊妹篇研究分別解析了輻鰭魚類基部的多鰭魚、匙吻鱘、弓鰭魚和鱷雀鱔，以及現生肉鰭魚類中與四足動物親緣關系最近的非洲肺魚共5個物種的基因組。兩篇文章通過交叉整合基因組學、進化生物學、魚類學、古生物學、計算生物學和分子生物學等學科手段，分別從不同角度揭示了脊椎動物水生到陸生的轉變之謎。

脊椎動物登陸事件發生于有頜類的硬骨魚類。現生硬骨魚類包含肉鰭魚類和輻鰭魚類。這兩個類群中物種數量最為繁盛的是肉鰭魚類中的四足動物（成功登陸的脊椎動物類群）以及輻鰭魚類中的真骨魚類。相對于這兩個最為繁盛的類群，硬骨魚類的基部類群物種數量相對稀少，但卻隱藏著祖先演化所遺留的痕跡，有“活化石”之稱。

西北工業大學生態環境學院王文、王堃團隊與中科院水生生物研究所何舜平和昆明動物所張國捷等團隊合作，發現硬骨魚祖先已進化出了陸生適應性相關的初步遺傳基礎，在肺魚代表的肉鰭魚內得到進一步加強，到四足動物最終完善而成功登上了陸地。

Science報道該成果揭示了“隱藏在現生魚類中水生到陸生演化的遺傳奧秘”;瑞典科學院院士Per Alhberg撰文指出該項成果克服了化石研究難以研究軟組織器官和生理學問題的挑戰;美國科學院院士、國際著名脊椎動物登陸研究專家Neil Shubin撰文指出，該成果為理解脊椎動物水生到陸生的研究“提供了關鍵認知和長久期待的數據”。