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日前，科学家首次对海马进行了全基因测序，发现它的进化速度已经超越了至今为止其它任何种类的硬骨鱼。

这种高速进化正好能够解释海马身上存在的奇怪特征，包括它们为什么没有牙齿、为啥具有管状的鼻子、独特体型的秘密以及海马为什么是雄性怀孕而不是雌性。

新加坡科学技术研究局的工作人员Byrappa Venkatesh在接受PBS Newshour采访时表示，我们已经在海马的基因中发现了一些列的变化，这能够帮助我们了解海马为什么会形成现在这种生活状态。

Venkatesh及团队对虎尾海马(Hippocampus comes)进行了基因组测序，这种濒危物种来自西太平洋中部的热带地区，体长能够达到18.7厘米(约合7.4英寸)。

一旦基因测序的结果出来，他们就可以开始拼凑除海马以外硬骨鱼的进化史，这其中包括地球上96%的鱼类，当然，进化树顶点的鱼类也在内。

你需要认识到海马是鱼类，就像鲶鱼、鲑鱼甚至你家鱼缸里的鱼一样，而这才是问题的关键。

海马看起来就像是介于小马驹和海鳗之间的生物，它们的近亲，海龙和尖嘴鱼跟海马一样看起来根本就不像这颗星球上的任何一种鱼类。

现在科学家们已经确定了导致海马奇特生理特征的基因通路，例如没有牙齿和腹鳍缺失，乃至雄性生育并照顾后代的能力。

我们发现在海马的基因中有这样一条线索揭开了这些谜团，它们实际上缺失了P/Q-rich SCPP基因，这一基因在其它硬骨鱼中负责牙齿的形成。

进化压力似乎可以解释海马的下巴为什么最终演化成这样一根长长的管状鼻，因为这样它们就可以直接进食小块的食物，例如小型鱼类和浮游生物等，以便于将它们整个吞下。

海马也没有腹鳍< ，这让它们获得了可爱的外表和傲人的胸部。研究人员发现这是因为它们缺少tbx4基因，在鱼类和哺乳动物中，它是负责肢体发育的调节器。

研究团队表示，鉴于tbx4在哺乳动物中负责下肢的形成与发育，我们猜测虎尾海马的腹鳍缺失与这种基因有关。

为了验证，研究人员让普通斑马鱼胚胎内的tbx4基因失活，看看到底会发生什么。

德国康斯坦茨大学的Axel Meyer在接受采访时候表示，实验结果是斑马鱼的突变，它们确实失去了腹鳍，这也证明了缺失这种重要基因的后果。

海马的基因组中还显示它们没有嗅觉基因，这也是为什么它们在海洋中遨游时更依赖眼睛，而是不会像其它鱼类一样多半靠嗅觉和味觉。

虎尾海马体内能被我们识别出的嗅觉感受器基因的数目明显比其它硬骨鱼少。

研究团队表示，我们分析了这么多鳍刺类鱼的基因，海马体内的嗅觉基因是最少的，仅有26个。

但除去各种基因缺失不说，海马的基因组中倒是出现了一种非常丰富的基因：patristacin基因。该基因不仅跟海马的雄性怀孕有关，其实它还具有六种不同的变体。

那么，海马究竟是如何从这些基因编码中得到体态变化的呢？它们又是怎样在地球鱼类中脱颖而出的？

研究人员发现，相比于其它硬骨鱼的基因史，海马基因具有高频率的中性突变，这种突变对未来的生存可能有益也可能有害，这也表明它们的DNA变化的速度更快。

最后，科学家们总结道，通过比较基因组分析我们发现虎尾海马基因组中蛋白质和核苷酸的进化率都比其它硬骨鱼要高，但是原因我们还尚未知晓。

该研究已经发表在《自然》杂志上了。

本文译自 sciencealert，由 千里之外 编辑发布。

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