耶魯大學(xué)皮博迪自然史博物館收藏的魚類標(biāo)本是世界上最重要的此類收藏之一
在南極海域的冰冷海水中，有一種獨特的魚類因其血液和體液中具有一種防凍蛋白質(zhì)而存活演化至今。當(dāng)別的魚類在冰冷的海水環(huán)境里漸漸消亡，這種魚類的三個品種卻成為生物多樣性的完美例證。但時至今日，南極海水溫度開始升高卻威脅到了這種魚類的生存。美國耶魯大學(xué)近期的一項研究向世人揭示了這一危險。
耶魯大學(xué)一個研究小組對南極這種魚類的進(jìn)化史進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，通過產(chǎn)生防凍蛋白質(zhì)，一種名為南極魚（notothenioid）的魚類族群逐步適應(yīng)了數(shù)百萬年前在南極地區(qū)形成的極寒環(huán)境，這是一個成功的進(jìn)化實例。但是現(xiàn)在南極海區(qū)開始變暖，這三種魚類卻瀕臨絕境。它們分別被命名為Chaenodraco wilsoni; Trematomus newnesi; Vomeridens infuscipinnis。
該研究項目負(fù)責(zé)人、耶魯大學(xué)生態(tài)學(xué)與進(jìn)化生物學(xué)副教授托馬斯●尼爾（Thomas Near）說：“如果海水溫度升高2度，就將給南極的這種防凍魚家族帶來災(zāi)難性的危害，因為它們已經(jīng)完全適應(yīng)那種冰冷的溫度了?！?/P>
這種名為南極魚的魚類至今已經(jīng)衍生出來100個品種，成為進(jìn)化發(fā)生的標(biāo)準(zhǔn)教材案例。歷史上一個迅速降溫變冷的時期導(dǎo)致大量已經(jīng)適應(yīng)了溫暖南極海域的魚類滅絕，而南極魚因為獲得了一種被稱為防凍蛋白質(zhì)的基因而在極寒的海洋中存活了下來。當(dāng)南極魚適應(yīng)了南極荒瘠的生態(tài)空間，它們便繁衍大量新的品種，演化出諸多我們今天在南極海域發(fā)現(xiàn)的極具生物多樣性的海洋生命。
南極魚不僅顯示了魚類的生物多樣性，而且成為大型掠食動物例如企鵝、鯨魚還有海豹的主要食物來源。
不過這次的新發(fā)現(xiàn)還表明，在過去2200到4200萬年里獲得了防凍基因并非是南極魚成功演化的唯一原因，該魚類家族擴展演化成更多新品種的時間，至少是在首次出現(xiàn)防凍蛋白質(zhì)的1000萬年之后。
南極魚不僅是因為發(fā)生了大量有趣的生理學(xué)的、生物化學(xué)的演化，從而使得它們能夠存活下來，而且恰恰是因為南極海域廣泛的、穩(wěn)定的低溫海水才使其持續(xù)演化成為可能。盡管很多南極物種的體液內(nèi)都攜帶有防凍蛋白質(zhì)，但是并非所有南極物種都是如此，某些生活于副極地的物種要么完全沒有這種防凍蛋白質(zhì)，要么也僅只有一點點，而且在某些物種的幼體內(nèi)，防凍蛋白質(zhì)的含量也極低。
尼爾說：“防凍能力的進(jìn)化通常都被人們認(rèn)為像一個發(fā)令槍，扳機扣動就產(chǎn)生了這種魚類的生命多樣性特征。但是我們發(fā)現(xiàn)，有證據(jù)表明這種適應(yīng)能力的擴散并不只是與某種單一特征聯(lián)系在一起，而是多重因素的結(jié)合?！?/P>
大多數(shù)動物的血液里血紅素指標(biāo)都可以達(dá)到45%，而南極魚體內(nèi)的這一指標(biāo)還不足1%。它們之所以還能一直繁衍下來，部分原因在于南極海域冰冷海水里的高含氧量，而且氧氣能夠直接被其血液組織吸收。與高血紅素體征的魚類相比，南極魚心臟跳動的每秒能量消耗要多出一倍。
然而，現(xiàn)在這個成功進(jìn)化的范例卻受到了氣候變化的威脅，環(huán)繞著南極洲的海洋是世界上氣候變暖最為迅猛的地區(qū)之一。使之經(jīng)受寒冷而生存繁衍下來的生命特征，就是在溫暖環(huán)境下讓其最難扛過去的一個因素。
尼爾說：“考慮到這種魚類強大的極地適應(yīng)性，及其面對溫暖海水的無能為力，氣候變化也許會毀滅這種世界上最具獨一無二演化歷程的魚類族群?！?/P>
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