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秦耿供圖
本報(bào)訊（記者朱漢斌 通訊員秦耿）2月17日，《自然—通訊》在線發(fā)表了中科院南海海洋研究所研究員林強(qiáng)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科院昆明動(dòng)物研究所、德國康斯坦茨大學(xué)等的最新研究成果。他們闡明了全球海馬生物地理格局特征及其多樣性形成機(jī)制，構(gòu)建了全球海馬起源與擴(kuò)散路線“一張圖”，為全球海洋生物的擴(kuò)散及其多樣性演化研究提供了重要的研究范式。
牽頭負(fù)責(zé)該研究計(jì)劃的林強(qiáng)表示，該研究以全球海馬種群為研究對(duì)象，首次明確了印—太交匯區(qū)的印—澳群島海域是全球海馬的起源中心，并原創(chuàng)性揭示了在地質(zhì)、洋流驅(qū)動(dòng)下海馬全球擴(kuò)散路徑的時(shí)空特征及生態(tài)適應(yīng)與進(jìn)化機(jī)制，提出了印—太海馬類群由古特蒂斯海和南非好望角兩條路徑先后進(jìn)入大西洋海域的新觀點(diǎn)。
與陸地生物不同，海洋生物起源與全球擴(kuò)散機(jī)制及生物多樣性形成一直是國際上飽受爭(zhēng)議的核心科學(xué)問題，在海洋生物的全球多樣性形成及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制等研究方面，一直缺少全球大洋綜合尺度的研究。
“海馬游泳能力弱，個(gè)體擴(kuò)散依賴于地質(zhì)活動(dòng)和洋流，而且擴(kuò)散過程同步伴隨了體形大小、棘刺和體色等豐富的表型分化，因此，在探究全球海洋生物擴(kuò)散與多樣性形成機(jī)制研究方面，海馬具有天然優(yōu)勢(shì)?！绷謴?qiáng)說。
據(jù)介紹，海馬游泳能力很弱，卻全球廣泛分布，41種海馬分布于全球溫帶和熱帶淺海，其中，在印—太交匯區(qū)具有最高的生物多樣性水平。
科學(xué)家通過對(duì)全球21種優(yōu)勢(shì)海馬的基因組學(xué)研究證實(shí)，海馬在大約2500萬年前~2000萬年前起源于印—澳群島，并逐漸向印度洋擴(kuò)散；伴隨著古特蒂斯海關(guān)閉和古代洋流作用，印—太海域起源的海馬先后兩次按照不同路線進(jìn)入大西洋：約1330萬年前，一支海馬祖先通過尚未關(guān)閉的古特蒂斯海進(jìn)入北大西洋；約360萬年前，古特蒂斯海關(guān)閉，另一支海馬祖先南下，繞過非洲好望角進(jìn)入南大西洋。
研究人員還發(fā)現(xiàn)海馬在全球擴(kuò)散過程中多次獨(dú)立進(jìn)化形成體表棘刺性狀，能夠有效提高海馬對(duì)捕食者的防御能力，并通過基因編輯技術(shù)首次找到了調(diào)控海馬棘刺產(chǎn)生和分化的關(guān)鍵基因。據(jù)悉，海馬在全球擴(kuò)散過程中，部分物種出現(xiàn)了顯著的性狀分化。
該研究為后續(xù)深入揭示全球海洋生物的擴(kuò)散及其多樣性演化機(jī)制提供了新思路和新見解。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41467-021-21379-x
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