琵琶鱼是海洋中最奇特的生物之一。这些深海居民以它们额头上会发光的诱饵吸引猎物而闻名，但它们也演化出了一些帮助它们克服进化的挑战。它们可能适应了更大的颌骨、更小的眼睛和更扁平的身体，以在海洋严酷的巴提海区（水深3300至13000英尺）生存。这些发现详见于11月27日发表在《自然生态学与进化》杂志上的研究。
“琵琶鱼是生命如何在极端限制下创新的一个完美例子，”研究合著者、莱斯大学进化生物学家Kory Evans在一份声明中说。
这些奇怪而多刺的生物以它们摇摆的诱饵完美地掌握了深海捕食的艺术，同时也为我们揭示了在如此不适宜生存且未被探索的地方，进化是如何运作的。
在这项研究中，一个生物学家团队研究了琵琶鱼——或𩽾𩾌鱼目——如何从海底栖息地过渡到深海的开阔水域。他们利用博物馆的标本分析了它们的DNA，并拍摄了3D图像来构建琵琶鱼的进化树。他们最终使用了来自132个物种的遗传数据，占已描述琵琶鱼物种的大约38%。遗传数据得到了化石分析的补充，化石是通过微CT扫描进行分析的。这些图像和家谱使团队能够 pinpoint 允许这些动物在一个地球上最不适宜生存的地点茁壮成长的物理变化和创新。
研究团队发现，深海远洋琵琶鱼——称为𩽾𩾌科（ceratioids）——起源于一个海底祖先。这个祖先生活在大陆坡的海底，然后过渡到巴提海区的开阔水域。这一转变随后为快速的进化变化奠定了基础。𩽾𩾌科鱼随后发展出了包括更大的颌骨、更小的眼睛和侧向扁平的身体等特征。这些适应性都针对生活在食物资源有限且没有阳光的地方。
尽管发生了这些变化，𩽾𩾌科鱼也显示出巨大的身体形状变异。它们的体型范围从更熟悉的圆形和球状琵琶鱼到长长的“狼阱”𩽾𩾌鱼，其下颌看起来像一个陷阱。据研究团队称，这种身体形状的多样性是研究中最令人惊讶的部分，因为尽管该区域的其他生物之间生态多样性有限，但严酷的巴提海区并没有像预期的那样限制进化。相反，这些𩽾𩾌科鱼彼此之间看起来差异很大，比它们生活在海底的亲戚差异更大。这表明，𩽾𩾌科鱼并未受到深海环境挑战的限制，而是通过多样化其身体形态和捕食方式探索了新的进化可能性。
“凭借其独特的特征，如发光的诱饵和巨大的口裂，深海琵琶鱼可能是巴提海区资源有限区域内适应辐射的少数已有记载的例子之一，”Evans说。“这些特征可能使琵琶鱼在利用稀缺资源和适应其环境的极端条件方面具有优势，尽管我们没有强有力的证据直接将这种多样性与这种资源专业化联系起来。”
据Evans称，这项研究也为其他非适应性因素，如随机突变，可能也促成了琵琶鱼观察到的变异性的可能性留下了空间。
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当研究团队比较生活在不同栖息地的琵琶鱼谱系（被认为起源于共同祖先的一组生物）时，他们发现了一些更出乎意料的结果。他们研究了生活在珊瑚礁环境中的ようなカエルアンコウ（frogfish）等沿海物种及其在深海的对应物。生活在沿海的カエルアンコウ（frogfish）的进化变化率远低于生活在更深海的亲戚。
“一个资源贫乏、同质化的环境——比如四周都是水——会产生多样化的身体和头骨形态，这在这个领域是相当违反直觉的，”研究合著者、加州大学欧文分校博士后研究员Rose Faucher在一份声明中说。“当鱼类有不同的特征与之互动时，例如浅水中的珊瑚和植物，或者海底的沙子和岩石，这时我们就会期望鱼类有很大的形状变化。但相反，我们却在这些深海鱼类身上看到了这一点，它们除了水之外没有任何东西可以互动。”
据研究团队称，这项研究为所有生命——不仅仅是琵琶鱼——如何适应极端环境提供了宝贵的见解。深海是地球上最不被理解的生态系统之一，但它对地球的生物多样性和碳循环起着至关重要的作用。更深入地了解生物如何在这些条件下生存，可以帮助科学家预测其他地方的生命如何应对环境变化。这项研究还表明，即使是像巴提海区这样资源贫乏的环境也能激发显著的进化变化，为研究进化开辟了新的途径。或者更简单地说，生命会找到出路。
