认识“活化石”的新王者

如果你观察一只鲎，你实际上是在回顾数百万年前的时光。像鲎、腔棘鱼和鸭嘴兽这样的动物被查尔斯·达尔文称为“活化石”，因为活体标本与数百万年前化石记录中的祖先几乎没有任何身体差异。

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现在，一种名为雀鳝的古代辐鳍鱼群可能是终极活化石，其进化速度比其他任何脊椎动物都要慢。3 月 4 日发表在《进化》杂志上的一项研究 研究发现，它们是所有有颌脊椎动物中分子进化速度最慢的，其基因组变化速度比其他动物慢得多。

鳝是什么？

已知的雀鳝有七种。它们生活在北美，可以生活在淡水、咸水和咸水中，通常生活在河口等流速缓慢的水域。它们的身体形状像飞镖，嘴巴很长，就像一把镊子。它们还会产下绿色的卵，这些卵对任何想吃它们的掠食者来说都是剧毒的。

所有七种现存的雀鳝物种都与已知最早的雀鳝化石几乎相同。这些标本可追溯到大约 1.5 亿年前的侏罗纪时期。早在 1 亿年前（白垩纪中期），雀鳝的两个现存主要谱系之一就开始出现在化石记录中。

看看杂交

在这项新研究中，研究小组分析了 471 个有颌脊椎动物样本中的 1,105 个外显子（DNA 的编码区）数据集。他们发现，雀鳝的 DNA 进化速度比其他主要脊椎动物群体慢三倍。鲟鱼和匙吻鲟的变化速度也较慢，但它们的变化速度不如雀鳝那么缓慢。

研究人员随后研究了一种称为杂交的过程，即两个不同物种产生的后代在成熟后具有繁殖能力。例如，马和驴是两个不同的物种，但它们可以交配并生下骡子。然而，骡子通常生来不育，无法繁殖。一些雀鳝物种可以交配，它们的后代在达到性成熟时仍具有繁殖能力。

研究小组研究了鳄雀鳝和长鼻雀鳝，这两种雀鳝生活在德克萨斯州的布拉索斯河和三一河系统中。这两种雀鳝至少在 1 亿年前拥有共同的祖先，但至今仍在繁育可育的幼鱼，但并未形成新物种。两种雀鳝成功繁殖很可能与它们的 DNA 变化缓慢有关，并且它们的物种数量仅为 7 种。

这项研究的共同作者、耶鲁大学博士生蔡斯·布朗斯坦 (Chase D. Brownstein) 在一份声明中表示：“一个物种的基因组变异越慢，它就越有可能与一个在基因上与它长期隔离的独立物种进行杂交。”

根据这项研究，雀鳝是所有能够产生能够存活和繁殖的后代的动物、植物和真菌中已知亲本分裂最古老的物种。之前的记录保持者是两种蕨类植物，雀鳝的共同祖先比这两种蕨类植物的共同祖先早约 6000 万年。

并非进化的偶然

研究小组认为，雀鳝拥有异常强大的 DNA 修复装置。这使得雀鳝能够纠正体细胞和生殖细胞突变。这些突变是受孕前后发生的 DNA 变化。雀鳝可能比许多其他脊椎动物更有效地改变这些突变，了解这一过程可能对人类健康产生未来影响。

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“大多数癌症都是体细胞突变，代表个体 DNA 修复机制失效，”研究合著者、耶鲁大学进化生物学家 Thomas J. Near 在一份声明中表示。“如果进一步研究证明雀鳝 DNA 修复机制极其有效，并发现其原因，我们就可以开始考虑将其应用于人类健康。”

研究小组表示，这项研究表明地球活化石并非是进化过程中偶然产生的，而是自然界进化过程活生生的写照。

“这表明，分析活化石进化史的模式可能对我们自己的历史有启示，”布朗斯坦说。“它不仅能帮助我们更好地了解地球的生物多样性，而且有朝一日还可能应用于医学研究并改善人类健康。”