海里真的有食人鱼吗（海里真的有龙吗）

龙，一种出现在中国神话传说中的神秘生物，是中华民族崇拜的图腾，也是吉祥的象征。在我们对西游记的“童年记忆”中，龙可以兴风作浪，可以领导水族馆，可以住在深海的龙宫里。但随着懵懂的时光悄悄流逝，现在如果我问你“海里真的有龙吗？”80%会得到否定的回答和不屑的眼神。诚然，海中没有传说中的可以“登天潜深”的龙，但有同样独特而神秘的龙。

第一部分

海龙

类似于传说中的具有鱼鳞、蛇身、鹿角等不同动物特征的龙，海龙这样的“外来”物种似乎是由不同的生物“拼凑”而成。它们有像马一样的头，覆盖着枝叶，长尾巴和管状的口器(图1)。如果没有照片，仅凭文字描述，很难相信它们真的存在。想必达尔文看到海龙时也深感震撼，于是在《物种起源》中把它们描述为“生物进化的无穷形式之美”。

事实上，海龙是一种鱼，属于于海龙的海龙目，是著名的海马的近亲。除了长相奇特，海龙科是动物界唯一一个“雄性怀孕”的群体。在繁殖季节，雌性会把卵产在雄性腹部或尾部的育儿袋里，雄性会完成孵化过程。水龙骨科物种的奇特外貌，以及“生殖叛逆行为”和“性别角色反转”等特征，也一直是学术界未解之谜。

近日，科学进展以封面论文的形式报告了南海海洋研究所林强研究团队领导的最新科研成果，揭示了草海龙附着叶形成和牙齿脱落的进化机制，首次阐明了海龙科鱼类性别决定基因的产生和进化(图1)。

Part.2

海草床里的“隐士”

草海龙体表有大量的枝叶，称为“附叶”“附叶”是草海龙为适应海草床而进化出的新器官，也是生物对环境适应性进化的重要反应。发现“附叶”由基底骨架和上层结缔组织组成，可以使其随水流摇摆，使草龙完美地隐藏在它所生活的海藻床中。“叶附生叶”的表达基因主要收集自皮肤、鳍等器官，表明相关基因在新器官的生成和维持中起着重要作用。此外，“附着叶”还具有大量与免疫反应和组织修复相关的基因，提示附着叶不仅是一种“拟态”工具，还在免疫和再生中发挥重要作用，帮助草龙应对捕食者或病原微生物，这可能对草龙成功适应海草床生态系统具有重要意义(图2)。

(A)附叶结构和横切面组织结构示意图，(b)基因募集分析。

第三部分

吃肉但没有牙齿

草海龙主要以小型甲壳动物为食，是名副其实的“食肉动物”。然而，它们没有牙齿来捕猎，主要依靠细长的管状吻来吮吸猎物。研究表明，在脊椎动物中普遍存在的scpp5在草海龙中是假基因化的。通过基因编辑技术敲除scpp5基因后，斑马鱼牙齿减少变形，证实了该基因的功能缺失是海龙科鱼类牙齿缺失的关键因素(图3)。

(A)斑马鱼的喉齿位于第五对鳃弓；(b)草海龙第五对鳃弓缺少喉齿；(C-J)野生型(D-E)和scpp5-/-突变型(G-I)斑马鱼喉齿形态的比较；(f，j)模式示意图。

第四部分

基因复制决定是女是男。

在繁殖季节，草海龙配对为一夫一妻制。其后代的性别比例也接近1: 1，因此我们推测草龙的性别可能是由遗传而非环境决定的。基于海龙科鱼类的性别决定特征，本研究对雌雄海龙及其近缘种绿海龙的全基因组进行了比较分析。发现海龙和绿海龙的性别决定基因都是amhr2的雄性特异性拷贝，但它们的位点不同。进一步研究表明，草海龙和绿海龙的amhr2y产生于它们的共同祖先，但在绿海龙中发生了与B-cadherin-like的基因融合事件(图4)。同时，与amhr2相比，amhr2y承受着更强烈的选择压力，这也说明该基因在复制后被赋予了新的重要功能。

(A)性别决定区域和性别决定候选基因；(B)脊椎动物中的(B)amhr2y和amhr2基因的系统发育树；(c)绿海龙amhr2y基因形成示意图。

虽然不能像传说中的龙一样飞，但是在海里，草龙是可以晃的。但这种“最优雅的鱼”分布极其有限，数量稀少，被称为“海洋中的大熊猫”。而且草海龙对环境的要求极高，人类的干扰或者极端的气候变化都有可能导致其种群数量的剧烈变化。对草海龙适应性进化的研究，不仅可以分析它们独特形态的演变，还可以让更多的人了解这一美丽的物种，进而加强对草海龙及其栖息地的保护措施，避免使它们成为像龙一样的传说。

相关论文信息:海龙基因组分析提供了对其表型和性别决定位点的见解。本报科学进展8月18日电.2021，DOI: 10.1126/sciadv.abg5196 .(https://advances.sciencemag.org/content/7/34/eabg5196)

来自中科院的声音，来自中科院南海海洋研究所。