脊椎动物退化的并行遗传学起源

生物通报道：霍华德休斯医学院研究人员Michael D. Shapiro发现属间杂交九棘鱼（ninespine，Pungitius pungitius）和腹鳍退化的棘鱼家族的三棘鱼（Gasterosteus aculeatus），得到的后代腹鳍依然严重退化。研究结果提示，在两类鱼中这种特征有相似的遗传学起源。

　　

生物通报道：尽管科学家对并行进化（parallel evolution）已关注多年，但是对于不同遗传支系（lineages）脊椎动物体内控制相似形状的基因却了解甚少。

 

棘鱼科（family Gasterosteidae）腹鳍退化（Pelvic reduction）是并行进化的一个明显例证。霍华休斯医学研究院脊椎动物遗传学家David Kingsley和加拿大英属哥伦比亚大学的Dolph Schulter等人04年报道说： Pitx1顺势作用位点（cis-acting locus）改变会导致淡水三棘鱼的腹鳍退化。缺少Pitx1活性的小鼠，后腿较小且不对称。

 

此次，霍华德休斯医学院研究人员Michael D. Shapiro发现，属间杂交九棘鱼（ninespine，Pungitius pungitius）和腹鳍退化的棘鱼家族的三棘鱼（Gasterosteus aculeatus），得到的后代腹鳍依然严重退化。研究结果提示，在两类鱼中这种特征有相似的遗传学起源。将腹鳍完全保留的和腹鳍退化的两种Pungitius基因组对比，发现Pitx1基因编码序列没有差异，但是在腹鳍退化的亲代体内，预期发育为腹鳍的部分，Pitx1没有表达。

 

与腹鳍退化相似，发生在亲缘关系较远的一个形态发生学例子是海牛（manatees）下肢的退化，说明左右不对称是棘鱼腹鳍退化和小鼠中常见的Pitx1介导的一个形态学特征。来自多种遗传分支的证据表明，Pitx1改变也许是许多棘鱼品种，甚至是其它与棘鱼亲缘关系较远的脊椎动物分支，形态学进化的一个关键机制。

文章刊登于9月12日电子版PNAS。（生物通记者 子元）