Waarom bevatten onze oceanen zo'n duizelingwekkende diversiteit aan vissen van zoveel verschillende groottes, vormen en kleuren? Een door de UCLA geleid team van biologen meldt dat het antwoord 66 miljoen jaar oud is, toen een zes mijl brede asteroïde op de aarde neerstortte, het uitroeien van de dinosaurussen en ongeveer 75 procent van 's werelds dier- en plantensoorten.

Iets meer dan de helft van de huidige vissen zijn "zeevissen, " wat betekent dat ze in oceanen leven. En de meeste zeevissen, inclusief tonijn, heilbot, tandbaars, zeepaardjes en mahi-mahi, behoren tot een buitengewoon diverse groep die acanthomorfen worden genoemd. (De studie analyseerde niet de grote aantallen andere vissen die in meren leven, rivieren, stromen, vijvers en tropische regenwouden.)

De nasleep van de asteroïde-crash creëerde een enorme evolutionaire leegte, waardoor de zeevissen die het overleefden de kans kregen om sterk te diversifiëren.

"De huidige rijke biodiversiteit onder zeevissen toont de vingerafdrukken van de massale uitsterving aan het einde van het Krijt, " zei Michaël Alfaro, een professor in ecologie en evolutionaire biologie aan het UCLA College en hoofdauteur van de studie.

Om die vingerafdrukken te analyseren, de "evolutionaire detectives" gebruikten een nieuwe genomics-onderzoekstechniek ontwikkeld door een van de auteurs. Hun werk is gepubliceerd in het tijdschrift Natuurecologie en evolutie .

Toen ze de timing van de diversificatie van de acanthomorfen bestudeerden, Alfaro en zijn collega's ontdekten een intrigerend patroon:hoewel er veel andere overgebleven afstammelingen van acanthomorfen waren, de zes meest soortenrijke groepen acanthomorfen van vandaag vertoonden allemaal bewijs van substantiële evolutionaire verandering en proliferatie rond de tijd van de massale uitsterving. Die zes groepen zijn doorgegaan met het produceren van bijna alle mariene visdiversiteit die we vandaag zien, zei Alfaro.

Hij voegde eraan toe dat het onduidelijk is waarom de andere acanthomorfe geslachten na de massale uitsterving niet zo veel hebben gediversifieerd.

"De massale uitsterving, we maken ruzie, bood een evolutionaire kans voor een select aantal van de overgebleven acanthomorfen om sterk te diversifiëren, en het heeft vandaag een grote indruk achtergelaten op de biodiversiteit van zeevissen, "Zei Alfaro. "Het is alsof er 66 miljoen jaar geleden een loterij was, en deze zes grote acanthomorph-groepen waren de winnaars."

De bevindingen komen ook nauw overeen met fossiel bewijs van de evolutie van acanthomorfen, die ook een sterke toename van hun anatomische diversiteit laat zien na het uitsterven.

De genomische techniek die in het onderzoek is gebruikt, genaamd sequentie-opname van DNA ultra-geconserveerde elementen, werd ontwikkeld aan de UCLA door Brant Faircloth, die nu een assistent-professor biologische wetenschappen is aan de Louisiana State University. Waar eerdere methoden slechts 10 tot 20 genen gebruikten om een ​​evolutionaire geschiedenis te creëren, De aanpak van Faircloth zorgt voor een completer en nauwkeuriger beeld door meer dan 1 000 genetische markers. (De markers omvatten genen en andere DNA-componenten, zoals delen van het DNA die eiwitten aan- of uitzetten, en cellulaire componenten die een rol spelen bij het reguleren van genen.)

De onderzoekers haalden ook DNA uit 118 soorten zeevissen en voerden een computationele analyse uit om de onderlinge relaties te bepalen. Een van hun bevindingen:het is niet mogelijk om te zien welke soorten genetisch verwant zijn door er simpelweg naar te kijken. Zeepaardjes, bijvoorbeeld, lijken in niets op geitvissen, maar de twee soorten zijn evolutionaire neven - een bevinding die de wetenschappers verraste.

"We laten zien dat deze aanpak werkt, en dat het een nieuw licht werpt op de evolutionaire geschiedenis van de meest soortenrijke groep mariene gewervelde dieren, ' zei Alfaro.