生物间的协同进化是近年来生物学研究的前沿和热点之一。本项目选择鳑鲏鱼类和河蚌作为模式生物,研究它们之间的协同进化问题。鳑鲏鱼类雌鱼通过产卵管将卵产在河蚌鳃腔中,其受精卵在其中孵化、发育至卵黄囊吸收完时游出蚌外。鳑鲏鱼类产生了一系列的特征以适应这一繁殖方式。而河蚌为了抵制鳑鲏产卵,也产生了对抗机制。双方形成协同进化关系。本项目拟将野外和室内实验结合,研究这一特殊关系的进化过程。野外实验包括收集河蚌及寄生于鳃内的鳑鲏鱼类胚胎和幼鱼,辅以分子系统学方法鉴定鳑鲏鱼类和河蚌的物种,研究鳑鲏鱼类产卵时对河蚌的选择;室内研究包括鳑鲏鱼类产卵行为学观察,比较鳑鲏鱼类对不同种河蚌的选择;比较鳑鲏鱼类产卵管和胚胎结构的适应性、进行河蚌鳃的结构解剖等等,探讨鳑鲏鱼类与河蚌之间的互作因子;将选择关系同鳑鲏鱼类与蚌科物种间分子系统发育关系比较,分析二者间选择关系的进化。本项目的结果将检验和发展协同进化的各种理论假说
生物间的协同进化是近年来生物学研究的前沿和热点之一。本项目选择鳑鲏鱼类和河蚌作为模式生物,研究它们之间的协同进化问题。项目组进行了野外采集和室内实验,并进行了国际合作。野外采集了河蚌及寄生于蚌鳃内的鳑鲏鱼类胚胎和仔鱼样本,采用分子系统学方法对鳑鲏鱼类和河蚌的物种进行了鉴定,分析了鳑鲏鱼类对河蚌的选择关系;实验室研究了鳑鲏鱼类与河蚌之间的协同进化策略,如鳑鲏鱼类的行为学反应,鱼卵在蚌鳃上的位置、河蚌的吐卵率、河蚌鳃的呼吸率等。研究结果显示,鳑鲏鱼类产卵于河蚌为一种寄生关系,因为河蚌的钩介幼虫一般不寄生于鳑鲏鱼类,鳑鲏鱼类的寄生会减慢河蚌的生长。鳑鲏鱼类产卵时对不同物种的河蚌有显著的选择性,并与它们的系统发育关系大体对应。鳑鲏鱼类的协同进化策略主要表现为鱊属和田中鳑鲏属的鱼类具有较长的产卵管,主要选择鳃结构简单的小方蚌亚科河蚌,将鱼卵产在河蚌内鳃较深的位置;鳑鲏属鱼类仔鱼具有发达的翼状突起,选择鳃结构复杂的无齿蚌亚科和珠蚌亚科的种类寄生。河蚌的主要应对措施是将鳑鲏产的卵吐出。欧洲河蚌对鳑鲏的产卵寄生存在进化滞后反应,吐卵率低;亚洲河蚌对鳑鲏的产卵寄生可能已经进化到平衡,吐卵率高。