Leden van de gewervelde groep, waaronder zeeduivel, zijn uniek omdat ze een kenmerk bezitten dat bekend staat als seksueel parasitisme, waarbij mannetjes zich tijdelijk hechten of permanent samensmelten met vrouwtjes om te paren. Nu rapporteren onderzoekers in het tijdschrift Current Biology op 23 mei blijkt dat seksueel parasitisme ontstond in een tijd van grote opwarming van de aarde en een snelle overgang voor zeeduivel van de oceaanbodem naar de diepe, open zee.

De bevindingen hebben volgens de onderzoekers implicaties voor het begrijpen van de evolutie en de effecten die de opwarming van de aarde in de diepzee kan hebben.

“Onze resultaten laten zien hoe de iconische diepzee-zeeduivel is geëvolueerd uit voorouders die met aangepaste buikvinnen over de oceaanbodem liepen”, zegt Chase D. Brownstein van Yale University. "Net zoals walvissen weer het water in gingen, sprong zeeduivel terug in het open water van wandelende voorouders op de diepe oceaanbodem.

"We laten zien dat dit recenter gebeurde dan gedacht na het uitsterven van de dinosauriërs. Daarna diversifieerde zeeduivel zich snel in de 'middernacht' (bathypelagische) zone van de oceanen, wat waarschijnlijk een gevolg is van de ecologische kansen die deze nieuwe habitat biedt. We laten zien hoe de evolutie van een van de vreemdste aspecten van de zeeduivelbiologie, seksueel parasitisme, deze diversificatie waarschijnlijk heeft vergemakkelijkt, maar niet direct heeft veroorzaakt."

Brownstein en collega's waren nieuwsgierig om te begrijpen hoe belangrijke ecologische innovaties zich verhouden tot de evolutie van nieuwe soorten. In plaats van een eigenschap op zichzelf te beschouwen, wilden ze begrijpen hoe combinaties van kenmerken op elkaar inwerken. Ze richtten hun aandacht op zeeduivel, die ze omschrijven als een van de beroemdste en meest soortenrijke bewoners van de diepzee. Om de relaties en leeftijden van zeeduivelsoorten beter te begrijpen, analyseerden ze DNA-sequentiegegevens op genoomschaal van meer dan 100 soorten, samen met fossiel bewijsmateriaal.

Uit hun analyses blijkt dat de snelle overgang van voorouderlijk op de bodem levende (benthische) zeeduivel naar open-oceaan- of pelagische habitats plaatsvond tijdens een periode van grote opwarming van de aarde, 50 tot 35 miljoen jaar geleden. Ze melden ook dat deze overgang samenviel met de oorsprong van seksueel parasitisme, waarvan wordt gedacht dat het de kans op een succesvolle voortplanting vergroot zodra er een partner is gevonden in de middernachtzone.

"We laten zien dat deze eigenschap van seksueel parasitisme voorouderlijk is voor alle diepzee-zeeduivels en lijkt te zijn geëvolueerd als een synergetische combinatie van voorouderlijke labiliteit in de genetische basis van het adaptieve immuunsysteem en dimorfisme van lichaamsgrootte", zegt Brownstein, waarbij hij opmerkt dat vrouwelijke zeeduivels wijs mannen niet af als vreemde lichamen, waardoor fusie mogelijk is. "Dit verklaart de oorsprong van zo'n vreemde eigenschap."

"Ik was behoorlijk opgewonden door de implicatie dat seksueel parasitisme eigenlijk een combinatie is van een aantal verschillende eigenschappen uit verschillende fysiologische, anatomische en andere systemen die samenkwamen", zegt hij.

De bevindingen bieden een nieuw niveau van inzicht in de evolutie van het leven in de diepzee. Ze zouden ook een waarschuwing kunnen zijn dat de huidige opwarming van de aarde de loop van het diepzeeleven voor miljoenen jaren zou kunnen veranderen. De onderzoekers zijn nu van plan om naar meer groepen diepzeevissen te kijken om hun evolutionaire geschiedenis te reconstrueren.

“We staan ​​werkelijk aan de start van onderzoek naar de evolutie van de meeste levensvormen in de diepzee, en de genomische gegevens die we nu hebben voor sommige groepen suggereren dat de evolutionaire geschiedenis in de diepzee heel anders kan zijn dan onze aanvankelijke hypothesen,” zegt Brownstein. .

‘Het idee dat al het diepzeeleven oud is, is bijvoorbeeld duidelijk verkeerd; zeeduivels zwommen pas in de afgelopen 50 tot 60 miljoen jaar in de open wateren van de bathypelagische zone. Dit is weliswaar lang geleden, maar het is veel recenter – in de orde van 50 tot 60 miljoen jaar – dan we eerder hebben afgeleid op basis van kleinere DNA-datasets en minder informatieve fossielen."

Meer informatie: Synergetische innovaties hebben de uitstraling van zeeduivels in de diepe open oceaan mogelijk gemaakt, Huidige biologie (2024). DOI:10.1016/j.cub.2024.04.066. www.cell.com/current-biology/f … 0960-9822(24)00576-1

Journaalinformatie: Huidige biologie

Aangeboden door Cell Press