2月5日，國際頂級學術期刊Cell在線發表了研究論文“Tracing the genetic footprints of vertebrate landing in non-teleost ray-finned fishes”，中國水產科學研究院長江水產研究所危起偉研究員為該論文的共同第一作者。研究通過解析多種原始輻鰭魚類（內加爾多鰭魚、匙吻鱘、弓鰭魚和鱷雀鱔）的基因組，從不同角度和不同演化節點揭示了脊椎動物水生到陸生的遺傳基礎最早已在原始輻鰭魚類中出現。

       脊椎動物從水生到陸生的演化過程中有許多的障礙需要克服，其中兩個重要問題是如何在缺少水體浮力的情況下支撐身體進行運動，以及如何呼吸空氣中的氧。通過對多鰭魚、鱘魚、弓鰭魚、雀鱔等原始輻鰭魚類的比較基因組研究發現，調控四肢運動靈活性的基因功能元件最早在軟骨魚中已經出現，這些元件在真骨魚中卻特化丟失，但在現生基部輻鰭魚和肉鰭魚中保留下來，最終為四足動物的四肢演化提供了重要遺傳創新基礎。而肺的功能形態和遺傳基礎的起源也同樣可以追溯到所有硬骨魚共同祖先，“原肺”在多鰭魚和肉鰭魚類中繼續演化成更為成熟的肺，而在大部分其他硬骨魚中特化成魚鰾。此外，陸生脊椎動物的出現也伴隨著心肺系統從單循環到雙循環的協同演化過程。在雙循環系統演化中起到重要調節功能的基因元件也能從多鰭魚甚至更遠古的軟骨魚中找到，說明許多古老的基因調控網絡為脊椎動物水生到陸生的演化提供了重要的遺傳和功能創新基礎。
       相關研究工作由中國科學院水生生物研究所牽頭，聯合長江所、西北工業大學、華大基因研究院、中國科學院昆明動物研究所、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所等多家單位共同合作完成。論文鏈接為：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00089-1。