在四月刊的《大眾科學》中，我 介紹 了近期關於慈鯛非凡進化的見解。雖然許多因素可能促成了該類群的驚人成功，但一個可能非常重要的因素是它們不尋常的攝食器官：除了其他魚類通常具有的口頜外，慈鯛還在喉嚨中擁有一組額外的頜骨——就像電影《異形》中的生物一樣。這些喉嚨頜骨是高度變異的鰓骨，附帶相關的韌帶和肌肉，充當額外的食物處理器，可以在食物透過口腔後將其壓碎或刺穿。第二對頜骨的進化意味著慈鯛可以進化出口頜的各種特殊功能，以適應特定的食物種類，而不會有過度依賴特定食物來源的危險，因為它們還有喉嚨頜骨作為後盾。
更令人驚奇的是，至少在某些物種中，喉嚨頜骨可以在個體的一生中適應不同的食物來源。我和我的同事對一種廣食性河流物種（Astatoreochromis alluaudi）的喉嚨頜骨的形態可塑性進行了一系列實驗，該物種在不同的種群中，根據蝸牛這種食物來源的常見程度，有時以蝸牛為食，有時則不以蝸牛為食。在這些魚類中，牙齒和喉嚨頜骨上支撐牙齒的骨骼會隨著以堅硬獵物為食而發生變化。魚的牙齒不像我們的牙齒那樣是永久性的。相反，它們大約每六週就會被下方長出的新牙齒不斷替換。喉嚨頜骨中的細胞顯然可以感知到因攝食如此堅硬的食物而產生的物理應力所帶來的機械應變。
我們的實驗已經確定了許多可能參與導致骨骼和牙齒形狀發生這些深刻變化的基因和基因相互作用，這些變化使魚類能夠更有效地以這些堅硬的蝸牛為食。由於這項工作，我們開始更好地理解表型可塑性的分子發育基礎——即個體透過相應地改變其形態來應對環境變化的能力。
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我們目前正在測試的一個想法是，與這種河流慈鯛相比，更專業的物種，例如生活在非洲維多利亞湖的極端專家，是否已經失去了對環境變化做出反應的能力。它們是否變得更加“硬連線”？最初負責可塑性的相同基因和基因通路是否會在以後以更僵化的方式被招募用於永久性的物種特異性差異？專業化是否以可塑性為代價進化而來？值得深思。
參考文獻