爆炸性进化：研究揭示珊瑚礁鱼类的快速多样化

地球海洋的生物多样性不成比例地集中在珊瑚礁上，珊瑚礁是数千种已知海洋物种栖息的充满活力的海底生态系统。

耶鲁大学领导的一项新研究深入探讨了这种特殊生物多样性的起源。它描绘了濑鱼和鹦鹉鱼的进化轨迹，它们是珊瑚鱼中物种最丰富、生态多样的谱系之一，有650多种。

这些鱼类组成了Labridae科，在大约2000万年前的中新世早期经历了进化创新的爆发和物种多样化的加速。

耶鲁大学艺术与科学研究生院的研究生、该研究的主要作者Chase D.Brownstein说：“最近，濑鱼和鹦鹉鱼的多个谱系迅速多样化和分散。”。

“这种多样性的爆炸是由濑鱼和鹦鹉鱼生命树上同时发生的多个独立事件造成的。我们的研究结果将这些多样性事件与珊瑚礁系统内发生的变化联系起来。”

研究结果发表在《科学进展》杂志上。

研究人员分析了近400种濑鱼和鹦鹉鱼的基因组数据。利用化石标本，他们创建了一个时间校准的进化树，描绘了所有主要鱼类群体的谱系，使他们能够识别快速多样化的开始时间。

“博物馆藏品对于理解地球上生命的进化史至关重要，”该研究的合著者、加州科学院鱼类学馆长Luiz Rocha说。

“与如此多样化的鱼类群体合作需要几个自然历史博物馆之间的深入合作，只有通过汇集我们生物库中的藏品，我们才能获得揭示濑鱼和鹦鹉鱼之间进化关系所需的覆盖范围。”

虽然气候波动会加剧进化变化，但濑鱼和鹦嘴鱼的爆炸性物种多样化发生在全球气候稳定时期，因此研究人员探索了其他解释。

耶鲁大学生态与进化生物学系的Brownstein说，珊瑚鱼的共同祖先拥有咽颚——喉咙中的第二组颚——这使其在生态上取得了成功。

了解这一点后，研究人员探讨了濑鱼和鹦鹉鱼谱系中特定特征的进化是否推动了多样化。他们测试了鱼类亚群中被认为具有生态重要性的几个特征，包括颌骨和牙齿的新创新，并确定这些特征都不能解释这种快速多样化。

相反，研究人员得出结论，进化创新的爆发可能与鱼类栖息的珊瑚礁的状况有关。

与超过100000名依赖Phys.org获取日常见解的订阅者一起探索科学、技术和太空的最新进展。注册我们的免费时事通讯，每天或每周获取重要突破、创新和研究的最新进展。Brownstein说：“关键因素是，与珊瑚礁相关的濑鱼和鹦鹉鱼谱系开始像破坏者一样多样化，而与珊瑚礁无关的则没有。”。

“珊瑚鱼开始发展出各种有趣的创新和饮食行为。所有这些多样化都源于珊瑚礁本身发生的事情。例如，我们认为珊瑚的灭绝和更替，以及珊瑚礁结构和位置的其他变化，正在推动物种多样化。”

Brownstein说，越来越多的证据表明，大约2000万年前，珊瑚礁系统发生了深刻的变化。最近的一项研究表明，印度洋-太平洋珊瑚三角区是地球上海洋生物多样性最高的地区，在这一时期开始形成。

耶鲁大学文理学院生态学和进化生物学教授Thomas Near表示，新的发现证明了使用基因组数据和化石记录来更好地了解地球生物多样性如何发展的价值。Near说：“这项工作为保护地球生物多样性的努力提供了信息。”。

“我们表明，地球上物种最丰富的海洋生态系统是通过微妙变化的长期遗产发展起来的。我们需要意识到这些遗产，以预测气候变化和其他人类干扰将如何影响这些生物多样性热点。”