新研究改写了鳃的进化故事
2022-11-28 11:02:22来源：cnBeta
大多数鱼种依靠它们的鳃在水下呼吸。不太广为人知的是，像其他动物的肾脏一样，鱼鳃控制着它们血液的pH值和盐分平衡。这种鲜为人知的鱼鳃功能被称为"离子调节"，历来被认为是与呼吸同步进化的。然而，发表在《自然》杂志上的一项令人惊讶的新研究为鱼鳃的进化史引入了一个新的、早期的章节。
根据不列颠哥伦比亚大学动物学家令人惊讶的新研究，在进化成帮助脊椎动物在水下呼吸之前，鳃在调节血液的盐分和pH值平衡方面发挥了早期和同样重要的作用。资料来源：Rashpal Dhillon, Rush Studio
"我们的工作表明，我们蠕虫类祖先的早期、简化的鳃在离子调节中发挥了重要作用。"领导这项研究的英属哥伦比亚大学(UBC)动物学家Michael Sackville博士说："这种作用可能早在鳃诞生之初就已经产生了，远在它们在呼吸中发挥任何作用之前。这翻转了我们对鳃和鳃功能如何演变的理解。"
不列颠哥伦比亚大学的研究人员利用三种有代表性的动物作为基础，了解鳃是何时以及如何获得其功能的。资料来源：不列颠哥伦比亚大学的迈克尔-萨克维尔
一个多世纪以来，包括达尔文在内的科学家一直被鳃和肺的进化所吸引。在这项研究之前，人们认为鳃最初是在接近脊椎动物生命之初被用于呼吸和离子控制。在这个传统的时间轴上，这两种功能从皮肤同步变成了鳃，帮助脊椎动物从微小的、像虫子一样的生物体转变为较大的、活跃的鱼类。这种从"小而虫"到"大而鱼"的转变是脊椎动物进化中的一个决定性时刻。
这项研究比较了三种今天仍然活着但属于不同品系的物种：属于脊椎动物的灯鱼，以及属于脊椎动物近亲的文昌鱼和橡子虫。研究人员推断，这些动物共享的任何鳃的功能都是从一个共同的祖先那里获得的，这个祖先被认为在5亿多年前就已经存在。
"我们发现，只有在我们的脊椎动物代表中，鳃被用于呼吸，而且只是随着身体大小和活动的增加，"UBC动物学家和该论文的高级作者Colin Brauner博士说。"但是我们在我们所有三种动物的鳃中发现了离子调节细胞。这使我们能够追溯到鳃部离子调节的起源，一直追溯到早期的脱毛动物，当时非常简单的鳃部结构被认为是首次进化的。这一发现支持了早期脊椎动物的鳃首次用于呼吸的经典知识，但为这个故事增加了一个令人兴奋的新的、更早的章节，显然值得进一步研究。"
