脊椎动物从水生到陆生演化的遗传创新机制

2021年2月5日，《细胞》杂志以封面故事发表了中国科学家的两篇论文，揭开了脊椎动物从水生到陆生演化遗传创新机制的面纱。

这两项姊妹篇研究分别解析了辐鳍鱼类基部的多鳍鱼、匙吻鲟、弓鳍鱼和鳄雀鳝，以及现生肉鳍鱼类中与四足动物亲缘关系最近的非洲肺鱼共5个物种的基因组。两篇文章通过交叉整合基因组学、进化生物学、鱼类学、古生物学、计算生物学和分子生物学等学科手段，分别从不同角度揭示了脊椎动物水生到陆生的转变之谜。

脊椎动物登陆事件发生于有颌类的硬骨鱼类。现生硬骨鱼类包含肉鳍鱼类和辐鳍鱼类。这两个类群中物种数量最为繁盛的是肉鳍鱼类中的四足动物（成功登陆的脊椎动物类群）以及辐鳍鱼类中的真骨鱼类。相对于这两个最为繁盛的类群，硬骨鱼类的基部类群物种数量相对稀少，但却隐藏着祖先演化所遗留的痕迹，有“活化石”之称。

西北工业大学生态环境学院王文、王堃团队与中科院水生生物研究所何舜平和昆明动物所张国捷等团队合作，发现硬骨鱼祖先已进化出了陆生适应性相关的初步遗传基础，在肺鱼代表的肉鳍鱼内得到进一步加强，到四足动物最终完善而成功登上了陆地。

Science報道该成果揭示了“隐藏在现生鱼类中水生到陆生演化的遗传奥秘”;瑞典科学院院士Per Alhberg撰文指出该项成果克服了化石研究难以研究软组织器官和生理学问题的挑战;美国科学院院士、国际著名脊椎动物登陆研究专家Neil Shubin撰文指出，该成果为理解脊椎动物水生到陆生的研究“提供了关键认知和长久期待的数据”。