由来自IBB-UAB的IRTA和卑尔根大学的研究人员领导的一个国际团队已经确定了一组独特的基因，这些基因允许海洋硬骨鱼给它们的卵加水，以便它们漂浮和分散以在海洋中生存。发现的机制为这组鱼类的进化提供了新的思路，几乎所有现代海洋鱼类都属于这种鱼类，它们的祖先从淡水域冒险到咸水域。

来自西班牙、意大利和挪威的科学家在发表在《分子生物学与进化》杂志上的一项新研究中提供了关于代表96%的现代海洋鱼类的硬骨鱼类如何进化这种水合机制的新见解。他们发现了一组只存在于硬骨鱼中的水道基因。这些基因允许水流过细胞膜，并在成熟卵子的外膜中特异性表达。

尽管鱼类在海中游弋了数亿年，但并非总是如此。他们的祖先被认为是在淡水中进化而来的。这给冒险进入盐域的第一批先驱者和他们的追随者带来了一个重大的生理问题，因为他们体液中的盐分浓度与人类一样，远低于海水。

所有现代硬骨鱼都反映了这种情况，并且像它们的祖先一样，由于体内水分被动移动到外部高盐环境而面临脱水。与由于我们的肾脏无法消除多余的盐分而不能饮用海水的人类相比，海洋硬骨鱼利用鳃中的特殊细胞进化出这种能力。但是，有一个重要的警告。要完全征服一个环境，就必须在那里繁殖，但它们的单细胞卵缺乏管理海水的幼鱼和成鱼的任何器官系统。

海洋硬骨鱼实现的适应性解决方案是，它们在排卵前给成熟的卵加水，为发育中的胚胎提供生命之水。水合作用的多少决定了释放出来的卵比周围的海水重还是轻，从而决定了它们是沉入海底还是漂浮并散布在海洋中。

具有相同功能的重复基因

研究人员发现的基因的一个不寻常方面是，它们是执行相同功能的密切相关的重复项。通常，当出现密切相关的基因重复时，一个人可能会获得新功能或由于重叠冗余而丢失。“在目前的情况下，新基因在卵的同一膜中执行相同的功能，”JoanCerdà解释说。

通过筛选数百个硬骨鱼类基因组，该研究表明，几乎所有生产漂浮卵的硬骨鱼类物种都至少保留了一个基因，其中三分之一保留了这两个基因。相比之下，几乎一半产下沉蛋的物种都失去了这两个基因，几乎所有在体内孵化卵的物种(如海马)也都失去了这两个基因。

为了揭示浮蛋如何利用这些基因，作者采用了多种实验技术，结合最先进的DNA测序技术，以证明每个基因产生的蛋白质都进化出特定的机制，控制它们插入卵子的外膜。鸡蛋。RoderickNigelFinn说：“当这种机制被激活时，每个通道都会与一种以前未知的蛋白质结合，这种蛋白质将通道保持在膜中。”研究人员发现的这些新蛋白质也只存在于硬骨鱼类中。

一个令人惊讶的特征是，在现代海洋硬骨鱼中，第二种激活机制导致其中一个通道移动到外卵膜的不同部分。这样，两个通道继续执行相同的功能并避免竞争膜中的相同空间。结果是水流进入成熟卵子的速度加快。当释放新的结合蛋白导致两个通道离开外卵膜时，该过程终止。这将获得的水锁在鸡蛋内。

水合作用机制非常有效，它赋予鸡蛋90%以上的水分。当释放到海洋环境中并受精时，卵作为被动乘客漂浮在洋流中，因此被带到新的视野。