海鱼是一种迷人的生物，展现了鱼类、鸟类和蟹类的特征。最近的研究表明，海鱼的腿不仅用于行走；它们实际上作为感官器官，帮助寻找隐藏的猎物。该研究在《细胞出版社》期刊《当前生物学》上于9月26日发布了两项研究。
“这种鱼通过与形成人类四肢相同的遗传机制发展出了腿，而且它适应了这些腿以使用与我们舌头品尝食物相同的基因来感知猎物——这非常了不起，”马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的尼古拉斯·贝洛诺解释道。
贝洛诺与斯坦福大学的大卫·金斯利及其同事们最初并没有计划研究海鱼。他们的兴趣在访问马萨诸塞州伍兹霍尔的海洋生物实验室时产生。经过观察其他鱼类跟随在海鱼后面——可能是被它们发现埋藏食物的能力所吸引——研究人员决定进一步调查。他们将一些海鱼带回实验室，确认这些鱼确实能够探测并挖掘粉状贻贝提取物，甚至单个氨基酸。
根据其中一项新的研究，海鱼的腿上装饰着感官乳头，每个乳头与触觉敏感神经元有密集的连接。这些乳头包含味觉受体，并展现出化学敏感性，促使海鱼进行挖掘。
“我们最初被海鱼特有的腿所吸引，这使它们与大多数其他鱼类不同，”金斯利说。“我们对不同海鱼物种腿上存在的感官结构的显著差异感到震惊。这揭示了多层次的进化创新，从海鱼与其他鱼类之间的差异到海鱼物种之间的多样性，以及结构和行为的变化。”
进一步的发育研究表明，这些乳头是一个关键的进化进步，使海鱼能够以其他生物无法做到的方式在海底生存。第二项研究深入探讨了这种鱼独特腿部的遗传学。研究人员采用基因组测序、转录组分析和杂交物种研究，以揭示腿部形成的分子和发育机制。
他们的调查揭示了一种古老的、保存完好的转录因子，称为tbx3a，它在海鱼的感官腿部发育中发挥重要作用。基因组编辑结果表明，该调节基因对其腿部的正常发育至关重要。同样的基因对于海鱼腿上感官乳头的形成及其挖掘行为也至关重要。
“虽然许多特征看起来很新颖，但它们通常是由已经存在很长时间的基因和模块构成的，”金斯利表示。“这就是进化的本质：修改现有组件以创造新的东西。”
研究表明，我们现在可以更深刻地理解野生生物中复杂性状及其进化过程，而不仅限于已经建立的模式生物。研究人员渴望探索促使海鱼进化的具体遗传和基因组变化。
