Adaptieve stralingen vertegenwoordigen snelle vertakkingen in de levensboom en worden erkend als cruciale aanjagers van biodiversiteit. Studies over hen zijn essentieel om de mechanismen te begrijpen die soortvorming, diversificatie en vele bijbehorende ecologische en evolutionaire processen aansturen. Tijdens adaptieve bestralingen spelen eigenschappen die verband houden met ecologische en reproductieve isolatie een belangrijke rol bij het vormgeven van de biodiversiteit.

De endemische Oost-Aziatische karperachtigen, aangeduid als Xenocyprididae (Teleostei:Ostariophysi:Cypriniformes), zijn een natuurlijke verzameling zoetwatervissen die zich snel ontwikkelden in Oost-Azië. Er is voorgesteld dat de evolutionaire straling van endemische Oost-Aziatische karperachtigen evolueert door een verandering in paaigewoonten, met een overgang van halfdrijvende eieren naar zelfklevende eieren als reactie op de vorming van verknoopte rivier-meersystemen. De moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de duidelijke veranderingen in paaigewoonten in deze adaptieve straling blijven echter onontgonnen.

In een studie gepubliceerd in Research , illustreerde een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Xie Ping van het Instituut voor Hydrobiologie (IHB) van de Chinese Academie van Wetenschappen de nieuwe moleculaire mechanismen die verband houden met hydratatie en kleefkracht van zoetwaterviseieren, en identificeerde kritische moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij de adaptieve bestraling van endemische Oost-Aziatische karperachtigen.

De onderzoekers vergeleken de halfdrijvende eieren van zes representatieve soorten (Cuter alburnus-B, Hypophthalmichthys molitrix, H. nobilis, Ctenopharyngodon idella, Mylopharyngodon piceus en Squaliobarbus curriculus) met de zelfklevende eieren van drie representatieve soorten (C. alburnus-A, Megalobrama amblycephala en C. dabryi) behorend tot de endemische Oost-Aziatische cyprinidengroep.

Ze onthulden kritische moleculaire mechanismen van hydratatie en hechting die betrokken zijn bij de adaptieve straling van endemische Oost-Aziatische karperachtigen op basis van biochemische samenstelling, morfologische kenmerken, histochemische kleuring, multiomics-analyses, immunofluorescentie- en inhibitortests.

Besides, the researchers found that semi-buoyant eggs enhance hydration by increasing the degradation of yolk protein and accumulation of Ca ²⁺ and Mg ²⁺ ions, while adhesive eggs improve adhesiveness and hardness of the egg envelope by producing an adhesive layer and a unique fourth layer to the egg envelope.

Multiomics analyses and verification tests showed that during the process of adaptive radiation, adhesive eggs downregulated the vitellogenin degradation pathway, zinc metalloprotease pathway and ubiquitin-proteasome pathway, and the pathways of Ca ²⁺ and Mg ²⁺ active transport to reduce their hydration. They showed that at the same time, adhesive eggs upregulated the crosslinks of microfilament-associated proteins and adhesive-related proteins, the hardening-related proteins of the egg envelope and the biosynthesis of glycosaminoglycan in the ovary to generate adhesiveness.

The findings of this study revealed the molecular mechanisms associated with hydration and adhesiveness in freshwater fish eggs, and elucidated the potential mechanism for the evolution of adhesive eggs from semi-buoyant eggs in the adaptive radiation of endemic East Asian cyprinids. These key egg attributes may function as "magic traits" in this adaptive radiation. + Verder verkennen

Carp genomes uncover speciation and chromosome evolution of fish