某些鱼的腿不仅用来行走，还能品尝海底

世界上最奇怪的鱼

　　

一只锯鲂鮄(Prionotus carolinus)用它的六条腿在沙滩上奔跑，它的六条腿也被用作铲子和感觉器官。

这条奇怪的鱼有腿——但它们不仅仅是用来走路的。科学家们发现，锯鲂鮄(Prionotus carolinus)既可以用四肢在海底漫步，也可以品尝海底埋藏的猎物。

这项研究还揭示了卡罗林假蝇在进化过程中如何将其附属物作为感觉器官重新利用的线索。基因组分析揭示了更广泛的鲂鮄科家族(Triglidae)的腿的进化史。这一发现发表在今天的《Current Biology》杂志上的两篇论文中。

与众不同的鱼

锯鲂鮄的眼睛像青蛙一样凸出，鳍像鸟的翅膀，六条腿像螃蟹的腿。加州斯坦福大学研究这种动物的发育生物学家David Kingsley说，它们是“我见过的最奇怪、最酷的鱼”。

研究人员早就知道，锯鲂鮄的腿有特殊的感觉能力。马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的分子生物学家Nicholas Bellono注意到，锯鲂鮄超自然的捕猎能力是如此高效，以至于其他鱼类都跟着它们，希望能找到剩饭剩菜。众所周知，这种鱼的六条腿上覆盖着小肿块，看起来像味蕾。但在此之前，科学家们并没有详细探索过这种动物能力的起源。

Bellono的团队开始改变这种状况，最终与Kingsley和他的团队联手。研究人员将这些鱼与贻贝和氨基酸胶囊一起放在一个容器中，所有这些容器都埋在沉积物下。这些鱼能够找到这些东西，并用铲子一样的脚把它们挖出来。仔细观察这些被称为乳头状突起的肿块，发现了味觉受体分子，研究人员发现这些分子专门用于检测深海生物产生的氨基酸和化学物质。

但最有趣的发现是在研究人员补充了他们的锯鲂鮄之后。这些鱼找不到被埋在地下的食物，研究人员意识到，他们意外地发现了一种不同的长腿物种:进化猿。这个物种的腿更窄，没有乳头状突起，这表明腿部和味觉能力是分开进化的。

科学家们比较了来自世界各地的13种锯鲂鮄的基因组，并绘制了一幅进化家谱。这表明先发育了用于行走的腿。感觉器官后来在一些物种的腿上进化出来。

长腿的基因

在检查了动物附属物中活跃的基因后，研究人员将注意力集中在一种名为tbx3a的基因上。实验表明，它在其他鱼类有鳍的地方产生腿的过程中发挥了作用。当研究人员使用CRISPR-Cas9基因编辑工具使一些卡罗来纳鱼的tbx3a发生突变时，这些鱼失去了味蕾和挖掘食物的能力。

Tbx3a编码一种被称为转录因子的蛋白质。单个转录因子通常调节一系列基因的活性，使其具有广泛的影响。Bellono和Kingsley说，很明显，tbx3a在腿部发育和味觉感知中起着一定的作用。但科学家们补充说，他们还不知道是哪种突变导致了有感觉腿的物种的tbx3a活性发生了变化，也不知道它是如何创造出这些鱼类的新能力的。Kingsley说，一旦他们理解了这一点，研究人员理论上就可以使用CRISPR基因组编辑技术将腿和感觉器官植入另一条鱼身上。

奥罗拉科罗拉多大学医学院的细胞和发育生物学家Thomas Finger说:“这些发现真的很好，意义重大。”他惊讶地发现，一些物种缺乏感知化学物质的能力，但他说，这项研究有效地展示了这种能力似乎是如何通过调整现有的一组基因来形成一种新的特征而进化的。