鱼是怎么爬上陆地的？中国研究登上顶级期刊，揭开演化之谜原标题：鱼是怎么爬上陆地的

_本文原题是：鱼是怎么爬上陆地的？中国研究登上顶级期刊，揭开演化之谜
脊椎动物到底是如何从水生到陆生的？这是脊椎动物演化中最重要的科学问题之一。
北京时间2021年2月5日，国际著名学术刊物《细胞》（Cell）在线发表了中国科研团队的两篇重磅论文：通过基因组数据分析，揭示了古脊椎动物从水中登上陆地这一演化事件的历程，解答了关键性的演化问题。
前述研究还找到古鱼类在登陆之前已经完成的关键性准备，并确认鱼鳔起源自原始的肺，证明了达尔文关于肺和鱼鳔关系的假说。
两篇论文分别是：“Tracing the genetic footprints of vertebrate landing in non-teleost ray-finned fishes”和“African lungfish genome sheds light on the vertebrate water-to-land transition” 。本次两篇Cell研究成果，均利用华大自主研发的测序平台DNBSEQ进行Hi-C和转录组测序，完成了鱼类的染色体组装和基因表达谱分析。华大主导及参与的两篇研究论文。
澎湃新闻从华大获悉，这两项姊妹篇研究解析了原始辐鳍鱼类的塞内加尔多鳍鱼、匙吻鲟、弓鳍鱼和鳄雀鳝，以及现生肉鳍鱼类中与四足动物亲缘关系最近的非洲肺鱼共五个物种的基因组。两篇论文交叉整合了基因组学、进化生物学、鱼类学、古生物学、计算生物学和分子生物学等学科，从不同角度和不同演化节点揭示了脊椎动物水生到陆生的演化之谜。
“基于物种演化过程的比较分析为揭示生物复杂性状形成机制提供了重要手段，为生物医学研究提供了有利工具。”该研究的主要通讯作者张国捷教授总结说，“这一研究不仅揭示了陆生脊椎动物起源的生理及分子机制，同时在分子水平揭示了许多脊椎动物重要器官的同源关系。此外我们的研究还说明一些祖先就已存在的基因调控机制为演化过程新性状的出现提供了遗传基础，为后续的跨越式演化提供了重要的功能基础。”

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研究的通讯作者为张国捷教授（深圳华大生命科学研究院/中科院昆明动物所/哥本哈根大学）、何舜平研究员（中科院水生所）、朱敏研究员（中科院古脊椎动物与古人类研究所）和王文教授（西北工业大学），第一作者为毕旭鹏（中科院水生所/深圳华大基因研究院）、王堃（西北工业大学）、杨连东（中科院水生所）、潘海林（深圳华大基因研究院）、姜海峰（中科院水生所）和危起伟（中国水产科学研究院长江水产研究所）。
原始辐鳍鱼类基因组解析：登陆的遗传基础在硬骨鱼类祖先已经出现
在脊椎动物从水生到陆生的演化过程中有许多的障碍需要克服，其中两个重要问题是如何在缺少水体浮力的情况下支撑身体进行运动，以及如何呼吸空气中的氧。
多鳍鱼、鲟鱼、弓鳍鱼、雀鳝等原始辐鳍鱼类具备了一些与从水到陆地环境适应性相关的特征，吸引着众多科学家对它们进行研究。在第一个研究中，深圳华大生命科学研究院生物多样性基因组学研究团队与中国科学院武汉水生生物研究所、西北工业大学、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、丹麦哥本哈根大学等单位联合解析了高质量染色体级别的多鳍鱼基因组以及其他三种原始辐鳍鱼的基因组。
研究发现，能够增加骨骼运动灵活性的滑膜关节在早期鱼类中已经存在。调控这些功能相关的遗传基础比我们之前预期的要更早起源，这些早期调控网络随演化历程的逐步完善，为脊椎动物登陆所需要的功能演化提供了重要遗传基础。