脊椎动物从水生到陆生演化过程中的遗传创新

泥盆纪时期(4 亿年前)脊椎动物登陆事件是脊椎动物演化史上的一次巨大飞跃,需要脊椎动物在呼吸系统、运动系统和神经系统等诸多方面进行系统革新[1,2],从而适应从水生到陆生环境的改变.长期的古生物学和系统分类学研究显示,现存四足动物最近的鱼类近亲是肺鱼,而肉鳍鱼亚纲(包含空棘鱼、肺鱼和四足动物)与辐鳍鱼亚纲(常见的各种鱼...     

宁夏泥盆纪古鱼揭示鱼类登陆进程的新疑团

<正>中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏团队在宁夏青铜峡发现了一种3.7亿前的古鱼——周氏鸿鱼,该鱼体长达到1.5米,兼具根齿鱼类、希望螈类和四足动物的特征,揭示了鱼类适应陆地生活的特征曾多次出现,鱼类登陆进程远比过去所认识的要复杂得多。《自然》子刊《自然—生态学与进化》9月4日在线发表了该项新进展。所有陆地脊椎动物(四足动物,包括人类在内)的共同祖先都可以追溯到在3亿多年前的泥盆纪登陆的鱼类。一百多年来的化石发现和     

肉鳍鱼类脑颅最新研究揭示硬骨鱼类崛起之路

正中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏团队卢静等人联合英国牛津大学、美国密歇根大学学者,对云南昭通早泥盆世布拉格期(约4.1亿年前)一新的基干肉鳍鱼类短耳褶纹鱼(Ptyctolepis brachynotus gen.et sp.nov.)的脑颅化石进行了详细研究,提取其中复杂而出乎意料的形态特征信息,显示斑鳞鱼类(斑鳞鱼、无孔鱼和鬼鱼)可能比过去所认为的更加原始,非常接近辐鳍鱼类和肉鳍鱼类共同的祖先。新研究在相当程度上推进了学界对最早期硬骨鱼类     

真骨鱼类DMRT基因家族的连锁结构及其系统发生

利用已经报道的多个物种基因组序列资源,我们通过比较真骨鱼类（Teleost fish）共有的DMRT1-5基因所在染色体位置的基因组结构特征,从基因组水平证明了真骨鱼类和四足动物的相应DMRT基因的直系同源关系,揭示了DMRT4和DMRT5是因为真骨鱼类和四足动物的共同祖先发生了染色体重复事件而由同一基因分歧演变形成的。同时通过基因连锁分析,探测到包括SNF2和elavL家族基因在内的多个可能与DMRT基因功能密切相关的基因,为进一步研究DMRT基因和它们之间可能存在的调控机制提供了新的线索。     

小拉的故事

故事背景:拉蒂玛鱼(Coelacanth),是在四亿年前就已经存在的一种古老鱼类,当它在海底漫游了一亿年之后,印度洋才出现。它本该在八千万年前与恐龙一并消失,但是不知道为什么却从那场大劫难中成功逃脱,并且生活到了今天。我们知道,所有的四足动物(两栖类,爬行类,鸟类,哺乳类包括我们人类)都是从鱼类进化来的,古生物学家通过发掘出来的大量化石证据得出这样的结论:四足类的祖先应该是由硬骨鱼类肉鳍鱼亚纲中的某一支进化而来(其实就这一点,古生物学家之间还存在着分歧:一部分古生物学家认为是从肉鳍鱼亚纲的总鳍鱼目进化而来;另一部分则认为肉鳍鱼亚纲的肺鱼目才是四足类的正宗祖先)。不管怎么样,拉蒂玛鱼藉着它“出色的”外表:四条长得像极了四足类四肢的鱼鳍,还有一条像小狗一样的“尾巴”———向人们暗示着它与第一条登上陆地的鱼之间亲密的关系。尽管拉蒂玛鱼离登上陆地还差那么少许,但是人们还是可以从它的身上看到当年那条陆地开拓者的影子———因为活化石拉蒂玛鱼,今天依然保留着它四亿年前的模样,几乎没有一点变化。它来自亘古,生活在深邃的海底,悄无声息的见证这海中、陆上生命的发展、繁盛、衰亡,谁也不知道在过去的四亿年间它都经历了些什么,也没有人会知道在以后的岁月中它还将经历些什么……如此古老而又神秘的拉蒂玛鱼,愿它继续畅游深海四亿年!     

云南昭通早泥盆世肉鳍鱼类—新属(英文)

记述了产于云南昭通早泥盆世布拉格期基干肺鱼形动物一新属、新种——多孔弓鱼(Arquatichthys porosus gen.et sp.nov.)。新材料包括一件较为完整的下颌和鳞片若干。与基干肺鱼形动物相近的特征有:第四下齿骨水平凹线呈"L"形;下颌表面可见许多不规则排列的感觉管开孔;具三块冠状骨;冠状骨侧部为宽阔的小齿带;侧联合齿骨附着区较小;颌收肌窝大;菱形鳞片具明显的前腹突。鉴别特征包括下颌背缘明显隆起,以及后缘具加长的被覆压区。多孔弓鱼的发现为探讨肉鳍鱼类的早期分化提供了新的资料,在早期肉鳍鱼类的系统发育关系框架下讨论了鳞片的特征演化序列。     

基于形态性状的菊属与亚菊属植物亲缘关系研究

依据菊花DUS测试指南中性状观测和分级的方法,记录了菊属、亚菊属共31个物种叶片和花序的共计8个定性多态性状,并测量了各物种叶片的14个形态指标,将其转换为7个数量多态性状,分别基于定性多态性状代码和叶片数量多态性状数值利用聚类分析研究其亲缘关系,将两次聚类结果进行比较。结果发现,基于定性多态性状和叶片数量多态性状的聚类结果均可以对菊花近缘属植物进行亲缘关系分析,并与前人利用分子标记的亲缘关系研究及植物学传统分类的研究结果一致,能够较准确地反映种间亲缘关系。而利用菊花DUS测试相关定性多态性状的信息进行亲缘关系研究,具有准确度高、采样简便、工作量小的优点。     

生物发展史的大事件——鱼登上了陆地

在泥盆纪早期,距今约四亿年前后,硬骨鱼类已分化为两大类群:一群为肉鳍鱼类——它们的偶鳍为肉质型,可能还有肺,这一类群包括总鳍鱼类和肺鱼类;另一类群为辐鳍鱼类——包括现今还生存的大部分硬骨鱼类。肉鳍鱼类绝大部分已绝灭,仅在澳大利亚、非洲、南美保存了三个肺鱼属,在印度洋科摩罗群岛附近的深海中,保存了一个总鳍鱼类分支的后裔——矛尾鱼(拉蒂曼鱼)。鱼类是早期的脊椎动物,陆生脊椎动物是从具有肺及肉质偶鳍的鱼类进化来的,从水中生活的鱼类进化到陆地生活的四足类,涉及复     

四足动物起源之争

四足动物起源的问题长期来始终是个疑团。本世纪四十年代由瑞典学派所提出的“扇鳍鱼类是四足动物祖先”的观点,今天已面临着新的事实的严重挑战。一部分学者正在用新的眼光来重新观察这一问题。     

云南昭通早泥盆世肉鳍鱼类一新属

记述了产于云南昭通早泥盆世布拉格期基干肺鱼形动物一新属、新种--多孔弓鱼(Arquatichthys porosus gen.et sp.nov.).新材料包括一件较为完整的下颌和鳞片若干.与基干肺鱼形动物相近的特征有:第四下齿骨水平凹线呈"L"形;下颌表面可见许多不规则排列的感觉管开孔;具三块冠状骨;冠状骨侧部为宽阔的小齿带;侧联合齿骨附着区较小;颌收肌窝大;菱形鳞片具明显的前腹突.鉴别特征包括下颌背缘明显隆起,以及后缘具加长的被覆压区.多孔弓鱼的发现为探讨肉鳍鱼类的早期分化提供了新的资料,在早期肉鳍鱼类的系统发育关系框架下讨论了鳞片的特征演化序列.     

斑鳞鱼化石的研究引起学术界的关注

最近，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏博士等对发现于云南曲靖的一种原始硬骨鱼──斑鳞鱼（Ｐｓａｒｏｌｅｐｉｓ）进行了细致研究。１９９９年２月１８日出版的英国《Ｎａｔｕｒｅ》杂志报道了他们的研究成果。同期发表的Ｐ．Ｅ．Ａｈｌｂｅｒｇ博士的评论文章认为：“斑鳞鱼具有意想不到的特征组合，将促使我们重新审视脊椎动物进化树；该鱼的发现对‘辐鳍鱼类’和‘肉鳍鱼类’的传统定义提出了质疑，这将对硬骨鱼类进化模式的解释产生重大影响”。在生命史中，硬骨鱼类的起源无疑是一次非常重大的事件。然而，由于化石材料的缺…     

试论染色体在遗传发育中的活动规律

根据近年来有关的理论及实验资料,对染色体在遗传发育中的活动规律进行了分析,提出一个染色体阶段活动假说。认为染色体不是与性状一一对应的基因的载体,染色体上遗传单位的活动与性状分化不是一回事。在个体发育中染色体是以不同组份(或单位),循序进行着不同质的阶段活动,从而控制着性状分化的程序。并根据这个假说对遗传、发育、癌等提出了新的解释,以说明它对生物学理论与实践的意义。     

活化石——拉蒂迈鱼

拉蒂迈鱼(又名矛尾鱼)属于被认为早已绝灭了的、只有化石为代表的空棘鱼类,可是在三十多年以前,人们竟捕捞到活着的空棘鱼。它的被发现曾轰动了全世界的学术界,而古生物学家和鱼类学家更为重视这个发现。之所以那样重视,是因为它不但早已被认为绝灭了,更重要的是它的身体结构和曾经同它一起生存过的、后来进化到四足动物的骨鳞鱼     

基于叶绿体16S rRNA的绿色裸藻类系统发育及性状进化研究

该研究基于叶绿体16S rRNA基因序列,构建绿色裸藻类的系统发育树,并对绿色裸藻类植物8个形态性状进行祖先重建分析,以明确绿色裸藻类植物的系统演化关系,为研究该类植物的起源提供理论依据。结果表明：(1)贝叶斯法构建的绿色裸藻类系统发育树显示,双鞭藻属与拟双鞭藻属互为姐妹群,扁裸藻属、鳞孔藻属和盘裸藻属亲缘关系较近,而囊裸藻属和陀螺藻属亲缘关系较近,裸藻属、隐裸藻属、柄裸藻属和旋形藻属亲缘关系较近,表明裸藻属不是一个单系类群。(2)基于形态性状的祖先重建结果显示,绿色裸藻类相对原始的7个性状包括：表质柔软易变形,出现螺旋形线纹,细胞后端渐尖或尖尾刺状,无囊壳,叶绿体为片状、盾状或大盘状,具无鞘蛋白核,副淀粉粒为小颗粒状且数量不定,而鞭毛长度不能推断可能的祖先状态。(3)综合8种性状祖先重建结果发现,裸藻属和眼裸藻属植物具有所有原始性状,可能是最先出现的绿色裸藻类的祖先。     

用mtDNA 12S rRNA序列变异检验鲤形目鱼类系统发育关系

通过对鲤形目鱼类5个科的代表类群的完整线粒体12S rRNA进行测序和分析,以检验目前的形态学假说。经序列比对后,有1000个位点,其中467个位点在茎区,533个在环区;有395个位点为变化位点,其中267个为系统发育信息位点。采用邻接法和最大简约法进行了系统发育分析,其结果支持鲤科鱼类成为一个单系群,非鲤科的鲤形目鱼类成为另一个单系群的观点,这与Siebert提出的假说相一致。鲤科鱼类包含3个主要的分支,即鱼丹系、鲤系和雅罗鱼系;但在非鲤科鲤形目鱼类中,其关系不能得到很好的解决,其中鳅科是复系,平鳍鳅科、条鳅亚科和花鳅亚科可能有较近的亲缘关系。     

两种鯻科鱼类线粒体16S rRNA基因片段序列分析

利用PCR技术成功扩增了高体革鯻(Scortum barcoo)和厚唇弱棘喇(Hephaestus fuliginosus)的线粒体16S rRNA基因序列.通过序列测定,得到791 bp的基因片段,碱基A、T、G、C平均含量分别为31.4％、21.2％、20.5％和26.9％,序列中的A+T含量明显高于G+C的含量,这与其他鱼类的16S rRNA基因片段研究结果相一致.通过序列分析发现,高体革鯻和厚唇弱棘喇两序列共存在23处碱基变异,其中碱基转换位点20个,碱基颠换位点3个,转换与颠换比率为6.7,没有发现碱基插入与缺失.与从GenBank中查到的3种蜊科鱼类的同源序列比对,邻接法(neighbor-joining)构建亲缘关系树,结果显示,5种蜊科鱼类聚在一起,分为独立的2支,匀蜊和单色匀鯻及花身蜊聚成1支,高体革鯻和厚唇弱棘鯻聚为1支,说明高体革鯻与厚唇弱棘蜊的亲缘关系比较近,而与其他另外3种鯻科鱼类亲缘关系比较远.     

外来种-本地种亲缘关系对外来植物归化和入侵的影响

达尔文归化难题描述了外来种-本地种亲缘关系促进(预适应假说)或阻止(达尔文归化假说)外来种成功入侵的悖论。目前, 在中国仍缺少针对达尔文归化难题的研究。为系统研究外来种-本地种亲缘关系对中国外来植物入侵的影响, 该文利用线性混合效应模型从省级、市级和群落3个空间尺度以及归化、扩散和入侵3个阶段探究了外来种-本地种谱系距离和外来植物表现的关系。结果表明: 在省级和市级(区域)尺度上, 与本地种亲缘关系较近的外来植物更有可能在当地归化和扩散, 符合预适应假说的预期; 而在群落(局域)尺度上, 外来种-本地种亲缘距离与外来种是否在群落中成功定居及其入侵程度无关。该研究结果表明与本地区系亲缘较近的外来种和本地种的竞争并不强烈, 却能较好地适应本地气候环境而具有更强的归化和入侵潜力。因此, 在今后的外来植物管理和治理中需要尤其重视与本地区系亲缘关系较近的外来植物。     

由“性状分离比模拟实验”引起的探究

<正>1发现问题在复习"基因的分离定律"时,提及曾用"性状分离比"模拟实验来体验孟德尔的假说。一学生举手示意:学习基因的分离定律,用了"性状分离比"模拟实验来体验孟德尔的假说,为什么再学习     

从分子系统发生角度谈四足类的起源

四足类是从叶状鳍鱼类（Lobe－finnedfishes,即肉鳍鱼类）进化而来的观点已得到人们普遍的承认,这是比较形态学和进化形态学的一大成就。但一个多世纪以来却一直不能确定叶状鳍鱼类（包括三个类群,即绝灭的扇鳍鱼、空棘鱼和肺鱼）中的哪一类更接近四足类,这为深入研究脊椎动物如何从水生过渡到陆生这一问题带来障碍。八十年代以前,这一问题主要是古生物学家研究和讨论的课题。绝大部分学者认为已绝灭的扇鳍鱼类（r…distian）是四足类的祖先（Jarvik1980等）。大约在50年前,拉蒂迈鱼江atimer山,又称矛尾鱼）被发现,这一代表已绝灭…     

33种鱼类微型反向重复转座元件鉴定

微型反向重复转座元件(MITEs)是一类短的非自主DNA转座子,其分布的位置会对宿主产生影响。文章使用生物信息学的方法对无颌类、软骨鱼纲、肉鳍鱼纲和辐鳍鱼纲鱼类基因组进行了MITEs预测,最终在33种鱼类基因组中鉴定出2433个MITEs家族。文章发现鱼类基因组中MITEs含量存在较大差异(0.11%—21.18%),并且MITEs含量与鱼类基因组大小呈正相关关系。根据末端重复序列(TIRs)和靶位点重复序列(TSDs)的特征将MITEs分为10个超家族,其中TC1-Mariner超家族的含量最高。MITEs在鱼类基因组中的插入事件主要发生在4百万年前至今,大多数物种的MITEs在2百万—0.5百万年前发生了爆发式扩增。鱼类基因组中的MITEs多数插入到基因内部或附近,这些转座子可能在基因的表达调控方面存在重要作用。