強大的基因:蝦虎魚為何能征服世界之水

強大的基因:蝦虎魚為何能征服世界之水

強大的基因:蝦虎魚為何能征服世界之水

在短短几年內,黑口新蝦虎魚迅速傳播。圖片:巴塞爾大學環境科學系

黑口新蝦虎魚 (Round goby,學名Neogobius melanostomus)

黑口新蝦虎魚是一種廣鹽性的底棲性蝦虎魚,屬於鱸形目蝦虎魚亞目蝦虎魚科新蝦虎魚屬,是一種知名的入侵性物種。原生於歐亞大陸中部的黑海和裡海,此物種早已透過航運的便利入侵鄰近的波羅的海、歐亞大陸的多條河流,甚至遠至北美洲的五大湖區,或更遠的地方。

強大的基因:蝦虎魚為何能征服世界之水

原產地:綠色;入侵:棕色

黑口新蝦虎魚是世界上最常見的入侵淡水魚之一,具有特別強大的免疫系統,這可能是其出色適應性的原因之一。這是由國際生物學家團隊進行的基因組研究的結果,該團隊由巴塞爾大學協調並發表在BMC Biology雜誌上。

黑口新蝦虎魚的斑駁、斑點狀的身體、大眼睛和大嘴巴,可能不是最吸引人的水生生物,但它是最成功的入侵魚類之一。在短短几年內,它已在世界範圍內迅速傳播。通常從船上通過壓艙水引入,現在這種魚類在各種淡水和鹹水中的已成為主要物種。研究人員根據他們的基因組分析報告,其明顯的適應新環境的能力顯然與其免疫系統有關。

多達30倍的抗炎症基因

為了進行此分析,研究人員從起源於巴塞爾的黑口新蝦虎魚讀取並組裝了特別長的基因組片段。研究人員獲得了異常完整的基因組,用於分析被認為與魚類應對新環境的能力有關的基因家族。在這裡,研究人員描述了稱為細胞色素P450的特定酶的擴展。

此外,動物學家發現,在黑口新蝦虎魚中存在著在炎症免疫反應基因,在某些情況下,是同類魚類的30倍之多。這可能有助於黑口新蝦虎魚應對病原體,從而有利於其在世界水域的成功殖民。但是,仍然有一個方面令專家感到困惑:儘管在高汙染的水中(例如,在港口中)也發現了黑口新蝦虎魚,但它們在排毒方面與其他物種沒有區別。

比自然棲息地更冷

此外,研究人員發現了遺傳學基礎,該原理不僅使黑口新蝦虎魚產生而且還可以積累滲透液(osmolytes) - 影響滲透狀態的物質。這些不僅可以幫助魚類應對鹽度波動,還可以應對乾燥和寒冷。這也可以解釋為什麼在波羅的海也發現黑口新蝦虎魚,也就是說,水溫遠低於其原始棲息地的溫度。


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