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如何應對埃菲爾鐵塔壓身不死?科學家發現深海獅子魚抗壓秘訣!

把整個埃菲爾鐵塔,或者說1600頭大象,大約7000噸重量壓在你身上會怎樣?你可能會說,呃,早成石墨烯了,只有一個原子厚的二維結構。然而,在地球最深的馬里亞納海溝深處,卻有一群半透明的魚類,它們就在這種巨大壓力的環境里,輕鬆寫意地生活,怡然自得。

這種魚名叫鈍口擬獅子魚(Pseudoliparis swirei,或Hadal snailfish),棲息在6000到近8000米的深海中,是一種肉食性魚類,可長到20多厘米長,常常成群結隊一起活動,在世界最深、最黑暗、最寒冷的海洋里,向我們展示生命的頑強和奇妙。

為什麼這些動物能適應如此極端的壓力呢?西北工業大學和中國科學院的科學家們對此進行了研究。2017年,研究人員利用天涯號深淵著陸器,在西太平洋馬里亞納海溝深處約7000米左右的三個地方,捕捉了一些鈍口擬獅子魚,進行了基因組測序,這是科學家們進行測序的第一種海洋深處動物。

結果表明,這些獅子魚已脫胎換骨,進化出了適應海底極端高壓的非常薄且可彎曲的軟骨,非閉鎖的顱骨,以及更具韌性的細胞膜。通過DNA對比,研究人員為這些獅子魚找到了它們失散已久的表兄——細紋獅子魚(Liparis tanakae),它們目前住在東海、黃海以及日本和朝鮮等海域,棲息在水深50至121米的亞潮間帶里,生活「壓力」遠遠小於它們的深淵表弟。大約2000萬年前,這兩個物種從同一個祖先那兒分道揚鑣。

研究發現,深海獅子魚的骨鈣蛋白(bglap)基因具有移碼突變,可能導致軟骨鈣化在早期終止;蛋白序列的改變和基因的擴增可能增強了獅子魚細胞膜的流動性和轉運蛋白活性;而其它一些關鍵基因的突變,則提高了這些蛋白的穩定性。所有這些基因突變,幫助深海獅子魚適應了極端惡劣的環境,有助於它們的細胞在極端高壓環境下正常開展工作。

另外,在著陸器的燈光照射到深海獅子魚時,它們全然沒有任何反應,這說明它們的視覺功能已經完全退化了。在對基因組進行比較分析後,研究人員發現獅子魚已經失去了幾個重要的光感受器基因。不過研究人員還是發現了五種仍然活躍的基因,表明這種魚可能還是具有殘留的視覺功能。

最令人感興趣的是,在7000米的海洋深處,竟然生活著數百個海洋物種,包括蠕蟲、軟體動物、棘皮動物、甲殼類等,而這些小小的獅子魚竟然是深海食物鏈的最頂層生物,完全就是超霸深淵的暴力「獅群」啊。

這項研究發表在4月15日《自然-生態與演化》雜誌上。

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