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染色体终端短三文鱼幼崽迁徙中生存率更高

科普小知识2021-11-27 18:00:00
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一条鲑鱼游向上游产卵。来源:杰罗姆·默里/阿拉米股票照片

一些不寻常的事情正在发生。染色体末端较短的年轻大西洋鲑鱼通常被认为健康状况不佳,但在它们从家乡的母亲河到海洋再回来的史诗般迁徙过程中,它们的存活几率更高。

位于染色体末端的染色体末端像“帽”一样在细胞分裂后保护DNA。然而,每一次分裂都会使染色体末端变短,最终变得如此之短,以至于细胞不能再分裂。对人类来说,染色体末端缩短与成人心血管疾病和癌症有关,并且被认为反映了整体细胞老化和健康状况。

这就是为什么格拉斯哥大学的达里尔·麦克伦南和他的同事对这个结论感到困惑。2013年春天,麦克伦南的团队在苏格兰北部的黑水河里标记了1800多条幼鲑,或者是在迁徙到海里之前先从河里进入大海的小鲑鱼。该小组还收集了每条小鲑鱼的鳍样本,以测量其染色体末端。

2014年和2015年秋天,麦克伦南预计鲑鱼会从海里回到河里产卵。他们追踪被标记的鱼,并再次收集鳍组织样本来测量线粒体末端的长度。只有21条原始鲑鱼还活着,幸存者是那些在迁徙开始时线粒体末端明显变短的鲑鱼。

“当我们开始这项研究时,我们假设染色体末端较短的年轻鲑鱼寿命较短,但发现正好相反。”麦克伦南说。

这是一个意想不到的结果,但是谢菲尔德大学的特里·伯克指出,最终的分析仅仅依赖于原始鲑鱼的极少量数据:相当于原始数量的1%。他希望在说服人们染色体末端较短的鲑鱼比同类迁移更长时间之前进行重复性研究。

但是挪威自然研究所的Kjetil Hindar并不担心这个地区的存活率。他说目前挪威鲑鱼的回报率是一样的。“现在,鲑鱼在海洋中的存活率比30年前低得多。20世纪80年代,回报率是现在的两倍。”

迁徙鲑鱼的生活并不简单。尽管它们是世界上研究最多的鱼类之一,但人们对海洋中鲑鱼的遭遇知之甚少。最终,海鸟和大型海洋鱼类的捕食,以及更密集的捕捞,意味着只有少数鲑鱼可以回到它们的淡水河流的发源地。

麦克伦南对为什么染色体末端较短的鲑鱼能游得更远有自己的看法。他认为鲑鱼在准备迁徙和从淡水进入海洋环境时会经历生理变化,比如改变鳃以适应更高盐度的海水。麦克伦南认为,海洋生物需要更多能量的鲑鱼会以维持染色体长度为代价。此外,与人类不同,鱼可以修复它们的染色体末端。不管这项研究的最终结果如何,麦克伦南认为这项研究表明,人们需要更好地理解染色体末端在衰老和细胞健康中的作用。(冯伟伟)

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