science >> Wetenschap >  >> Biologie

Onderzoek onthult fylogenie en adaptieve evolutie van zeepokken tot diepzee chemosynthetische habitat

Fylogenetische topologie afgeleid uit de gecombineerde aminozuursequenties van de volledige mitogenomes van zeepokken. Clades A en B geven de twee chemosynthetische zeepokkenlijnen aan. De kleur van de soortnaam en tak geeft de familieclassificatie van het taxon aan. De cijfers achter de soortnaam komen overeen met voorbeeldfoto's. Posterior probabilities (PP) en transfer bootstrap verwachting (TBE) waarden van zowel de nucleotide- als aminozuurgegevens worden geannoteerd met behulp van verschillende gekleurde stippen. Krediet:Grenzen in mariene wetenschappen (2022). DOI:10.3389/fmars.2022.964114

Zeepokken zijn speciale kreeftachtigen die meestal worden omsloten door kalkhoudende platen en zich stevig hechten aan mariene substraten zoals rotsen, boten en andere dieren.

Ze zijn een unieke groep die parallel is geëvolueerd met identieke somatotypes (sessile, stalked en asymmetrisch) in zowel normale als chemosynthetische omgevingen.

Onlangs heeft een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Li Xinzheng van het Instituut voor Oceanologie van de Chinese Academie van Wetenschappen (IOCAS) een uitgebreide mitogenomische analyse uitgevoerd om de evolutionaire geschiedenis van zeepokken te onderzoeken en om de genetische adaptieve kenmerken van zeepokken die in de harde mariene chemosynthetische habitat.

De studie is gepubliceerd in Frontiers in Marine Science op 15 september.

De fylogenetische gevolgtrekkingen en topologietest toonden de gemeenschappelijke oorsprong van pollicipediden, calanticiden en balanomorfen aan. Fylogenetisch, morfologisch en fossiel bewijs wijst echter op een alternatieve oorsprong voor verrucomorfen, namelijk dat ze afkomstig kunnen zijn van archaeolepadomorfen in het bovenste Trias (225 miljoen jaar geleden).

Twee verschillende zeepokkenlijnen die chemosynthetische habitats bewonen, werden teruggevonden op basis van de mitochondriale genoomgegevens, wat aangeeft dat zeepokken minstens twee keer in de geschiedenis diepzee chemosynthetische habitats hebben gekoloniseerd.

Selectieve drukanalyses laten zien dat beide geslachten relatief hoge selectiedrukken hadden ondergaan toen hun voorouders de chemosynthetische biotoop koloniseerden. Maar de specifieke selectieve locaties van deze twee geslachten waren verschillend. Dit fenomeen laat zien dat de genomische respons op veranderingen in het milieu niet alleen afhangt van externe factoren, maar ook betrekking heeft op zichzelf.

De onderzoekers ontdekten dat de divergentietijden van chemosynthetische lijnen plaatsvonden net na het Krijt-Paleogeen massale uitsterven en Cenomanian / Turonian oceanische anoxische gebeurtenis. Deze gebeurtenissen hadden de diversiteit van mariene organismen sterk verminderd, dus er zouden veel ecologische niches zijn gecreëerd na deze gebeurtenissen.

"Gecombineerd met onze resultaten speculeren we dat ecologische niche-leegstand, sitotaxis en genspecificiteit in adaptieve stressreacties bijdragen aan de oorsprong en diversificatie van zeepokken in chemosynthetische ecosystemen", zegt Gan Zhibin, eerste auteur van het onderzoek.

"Onze studie schetst een geloofwaardige evolutionaire geschiedenis voor zeepokkenlijnen, vooral voor de chemosynthetische lijnen, en biedt nieuwe inzichten in de fylogenie van zeepokken. Bovendien wordt bevestigd dat de evolutie van dieren wordt bevorderd door meerdere factoren," zei prof. Li. + Verder verkennen

Onderzoekers herbouwen de levensboom van zoetwater macro-invertebraten op het Europese continent