爱之海：深水琵琶鱼不寻常的性寄生背后

作为地球上最广阔的生态系统，深海可能是一个很难找到配偶的地方。不过，科学家说，一些深海琵琶鱼进化出一种独特的繁殖方法，确保一旦它们在广阔的开阔水域找到伴侣，它们就会终生保持锁定状态。

这些琵琶鱼被称为ceratioids，通过性寄生繁殖，其中微小的雄性附着在更大的雌性同类上进行交配。在某些物种中，雄性会咬雌性，然后在交配过程完成后释放。在其他情况下，雄性永久地与雌性融合。在称为专性寄生的过程中，雄性的头部溶入雌性，它们的循环系统合并。他变成了一个永久性的产生精子的性器官。

在5月23日发表在《当代生物学》（Current Biology）杂志上的一项新研究中， 耶鲁大学的研究人员研究了性寄生如何与与鱼类相关的其他特征协同作用，以影响琵琶鱼的多样化，琵琶鱼是一种遍布海洋的动物，其名称的灵感来自雌性用来引诱猎物的钓鱼竿状附属物。

据研究人员称，了解性寄生的演变具有有朝一日可能为医学进步提供信息的影响。

利用来自琵琶鱼基因组的遗传数据，研究人员展示了复杂的特征（如性寄生）如何帮助一些琵琶鱼群体从漫游的浅水栖息地（如珊瑚礁）过渡到在“午夜区”的黑暗开阔水域游泳，“午夜区”是阳光无法穿透的深海生态系统。

“人们倾向于对为什么一群动物可以在给定的生态系统中茁壮成长有单一特征的解释，但在大多数生物中，似乎有几种独特的创新协同作用以开发新的栖息地，“耶鲁大学生态学和进化生物学系的研究生Chase D. Brownstein说。“我们发现，一连串的特征，包括性寄生所需的特征，允许琵琶鱼在极端全球变暖时期入侵深海，当时地球的海洋处于生态动荡之中。

在这项研究中，研究人员重建了深海物种的进化历史。他们证明，在5000万至3500万年前的古新世-始新世热最大值期间，鲸科琵琶鱼从底栖步行者（使用改良的鳍在浅海海底“行走”）迅速转变为深海游泳者，这是全球高温导致整个海洋灭绝的时期。

最终，研究人员无法推断出深海琵琶鱼的清晰进化树，因为各种谱系彼此分化得如此之快，使谱系之间的关系无法解决，布朗斯坦说。但他们发现，性寄生的起源与琵琶鱼向深海的过渡相吻合，尽管他们无法确定两种寄生形式中的哪一种 – 暂时依恋或专性寄生 – 首先发生，布朗斯坦说。

多种性状同时进化，使性寄生成为可能。例如，鲸类动物需要进化出与大型雌性和微型雄性的极端性二态性。他们还需要摆脱适应性免疫——攻击和消除病原体的特殊免疫细胞和抗体系统——这样雌性宿主的身体就不会排斥寄生的雄性。

通过重建参与适应性免疫的关键基因的进化历史，研究人员了解到，多组深海琵琶鱼的适应性免疫趋同退化，从而实现了性寄生。尽管随着深海琵琶鱼进入深海，性寄生也在进化，但他们得出的结论是，这不一定是推动鲸类物种多样化的关键特征。然而，它确实使琵琶鱼能够在午夜区取得成功，布朗斯坦说。

“性寄生被认为有利于居住在深海，深海是地球上最大和最同质的栖息地，“他说。“一旦个体在这片广阔的土地上找到配偶，专性性寄生使它们能够永久衔乳，这似乎是深海琵琶鱼进化的关键帮助。

这项研究对人类健康具有潜在影响，资深作者、耶鲁大学艺术与科学学院生态学和进化生物学教授、耶鲁大学皮博迪博物馆宾厄姆脊椎动物海洋学馆长托马斯·尼尔（Thomas Near）说。

“更好地了解深海琵琶鱼如何失去适应性免疫力，有朝一日可能有助于医疗程序的进步，例如器官移植和皮肤移植，在这些程序中，抑制免疫力至关重要，“他说。“这是未来医学研究的一个有趣领域。

该研究由北卡罗来纳大学夏洛特分校的Katerina L. Zapfe和Alex Dornburg共同撰写;耶鲁大学的斯宾塞·洛特（Spencer Lott）;美国自然资源部海洋资源司的理查德·哈灵顿（Richard Harrington）;以及芝加哥大学的Ava Ghezelayagh。