據(jù)外電報道,《PNAS》的一項研究表明,小丑獨特的白色條紋以不同的速度形成,取決于它們是宿主向日葵。
研究指出:小丑魚在變態(tài)過程中會生長出它們特有的白色條紋;白色條紋形成的速度不同,具體取決于小丑魚所生活的???;甲狀腺激素對變態(tài)很重要,它控制著白條形成的速度;跟生活在華麗??械男〕篝~相比,生活在巨型地毯??械男〕篝~的甲狀腺激素水平更高;生活在巨型地毯??械男〕篝~顯示出了duox的活性增加,duox是一種參與形成甲狀腺激素的基因。
小丑魚是一種極具魅力的珊瑚礁魚,因電影《海底總動員》而出名,它們身上的白色條紋能讓人們一眼就能認(rèn)出來。這些條紋出現(xiàn)在小丑魚從幼體到成體的蛻變過程中,但這些獨特的圖案是如何形成的卻一直是個謎。
現(xiàn)在,一項新的研究發(fā)現(xiàn),這些白色條紋形成的速度取決于小丑魚所生活的??姆N類??茖W(xué)家們還發(fā)現(xiàn),在變形中起關(guān)鍵作用的甲狀腺激素通過一種名為duox的基因的活動變化決定了條紋形成的速度。
研究論文資深作者Vincent Laudet教授表示:“小丑魚的變形是一個重要的過程。它改變了它們的外觀和生存環(huán)境。小丑魚的幼魚離開海洋并定居在珊瑚礁里。了解海葵宿主的變化不僅可以幫助我們回答它們是如何適應(yīng)這些不同環(huán)境這個問題,還可以幫助我們解答它們可能會受到其他環(huán)境壓力的影響如氣候變化。”
在這項于2021年5月24日發(fā)表在《PNAS》上的研究中,來自法國島嶼研究和環(huán)境觀測站中心(CRIOBE)的一組研究人員首次在巴布亞新幾內(nèi)亞的金貝灣調(diào)查了小丑魚Amphiprion percula。
那里的小丑魚既可以生活在華麗的???Heteractis magnifica)中也可以生活在毒性更大的巨型地毯???Stichodactyla gigantea)中。
在研究期間,該團(tuán)隊做了一個有趣的觀察--生活在巨型地毯??械挠啄晷〕篝~比生活在華麗海葵中的小丑魚更快地獲得它們成年時的白色條紋。
論文第一作者Pauline Salis博士表示:“我們真正感興趣的不僅僅是為什么條紋形成的速度更快或更慢取決于???,并且是什么導(dǎo)致了這些差異?!?/p>
在實驗室里,研究小組研究了一種叫Amphiprion ocellaris的小丑魚。它Amphiprion percula的近親。他們專注于研究甲狀腺激素,這是已知的觸發(fā)青蛙變態(tài)的激素。
研究人員使用了不同劑量的甲狀腺激素來處理小丑魚幼魚。研究小組報告稱,甲狀腺激素的劑量越高,小丑魚出現(xiàn)白條的速度就越快。相反,當(dāng)研究人員使用一種可以阻止甲狀腺激素產(chǎn)生的藥物時,條紋的形成被延遲了。
白色條紋是由色素細(xì)胞--虹膜細(xì)胞形成。研究小組發(fā)現(xiàn),甲狀腺激素通過激活這些虹膜基因來加速條紋的形成。
接下來,科學(xué)家們測試了這些觀察結(jié)果是否適用于這個領(lǐng)域。當(dāng)CRIOBE實驗室回到金貝灣時,他們把這兩種??械挠啄晷〕篝~帶回了法國的Salis博士那里。之后,Salis證實,來自巨型地毯??男〕篝~的甲狀腺激素水平比來自壯觀??男〕篝~要高得多。
為了深入了解導(dǎo)致甲狀腺激素水平升高的原因,研究小組測量了小丑魚基因組中大多數(shù)基因的活性。
Laudet教授表示:“最令人驚訝的是,在所有這些基因中,小丑魚和兩種??g只有36個基因不同。而在這36個基因中,有一個叫duox,這給了我們一個真正的靈感?!?/p>
先前的研究表明,制造蛋白質(zhì)雙氧化酶的duox在甲狀腺激素的形成中起著重要作用。跟美麗的海葵小丑魚相比,來自巨型地毯??男〕篝~體內(nèi)的duox基因顯示出更高水平的活性。
跟美國弗吉尼亞大學(xué)的David Parichy教授合作的進(jìn)一步實驗證實了duox對于虹膜色素細(xì)胞的發(fā)育是重要的。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)突變條紋魚體內(nèi)的duox基因失活后,虹膜色素細(xì)胞的發(fā)育就會延遲。
總體來說,這些數(shù)據(jù)表明,生活在巨型地毯??械男〕篝~的duox活性增加,導(dǎo)致甲狀腺激素水平更高,因此,隨著虹膜色素細(xì)胞發(fā)育更快,白色條紋形成的速度也就更快。
然而這項研究也為科學(xué)家們提出了更多的問題,諸如像白色條紋形成速率變化的生態(tài)原因。
研究人員推測,這可能是因為巨型地毯??拘愿?,甲狀腺激素水平隨著壓力的反應(yīng)而上升。
“在OIST,我們開始探究一些可能的解釋。我們懷疑,這些白條形成的變化只是冰山一角,還有許多其他的差異幫助小丑魚適應(yīng)兩種不同的??拗?,”Laudet教授說道。
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