Varför innehåller våra hav en sådan häpnadsväckande mångfald av fiskar av så många olika storlekar, former och färger? Ett UCLA-ledd team av biologer rapporterar att svaret går tillbaka 66 miljoner år, när en sex mil bred asteroid kraschade mot jorden, utplåna dinosaurierna och cirka 75 procent av världens djur- och växtarter.

Något mer än hälften av dagens fisk är "marinfisk, "vilket betyder att de lever i hav. Och de flesta marina fiskar, inklusive tonfisk, hälleflundra, grupperare, sjöhästar och mahi-mahi, tillhör en utomordentligt mångsidig grupp som kallas acanthomorphs. (Studien analyserade inte det stora antalet andra fiskar som lever i sjöar, floder, strömmar, dammar och tropiska regnskogar.)

Efterdyningarna av asteroidkraschen skapade ett enormt evolutionärt tomrum, ger en möjlighet för den marina fisken som överlevde den att kraftigt diversifiera sig.

"Dagens rika biologiska mångfald bland marina fiskar visar fingeravtrycken av massutrotningen i slutet av kritaperioden, "sa Michael Alfaro, professor i ekologi och evolutionsbiologi vid UCLA College och huvudförfattare till studien.

För att analysera dessa fingeravtryck, de "evolutionära detektiverna" använde en ny genomikforskningsteknik utvecklad av en av författarna. Deras arbete publiceras i tidskriften Naturekologi och evolution .

När de studerade tidpunkten för akantomorfernas diversifiering, Alfaro och hans kollegor upptäckte ett spännande mönster:Även om det fanns många andra överlevande linjer av akantomorfer, de sex mest artrika grupperna av akantomorfer idag visade alla bevis på betydande evolutionär förändring och spridning runt tiden för massutrotningen. Dessa sex grupper har fortsatt att producera nästan all mångfald av marina fiskar som vi ser idag, sa Alfaro.

Han tillade att det är oklart varför de andra akantomorflinjerna misslyckades med att diversifiera så mycket efter massutrotningen.

"Massutrotningen, Vi argumenterar, gav en evolutionär möjlighet för ett fåtal utvalda av de överlevande akantomorferna att kraftigt diversifiera, och det lämnade ett stort avtryck på den biologiska mångfalden av marina fiskar idag, " sa Alfaro. "Det är som om det fanns ett lotteri för 66 miljoner år sedan, och dessa sex stora akantomorfgrupper var vinnarna."

Fynden överensstämmer också nära fossila bevis för akantomorfers evolution, som också visar en kraftig ökning av deras anatomiska mångfald efter utrotningen.

Den genomiska tekniken som användes i studien, kallas sekvensinfångning av DNA ultrakonserverade element, utvecklades vid UCLA av Brant Faircloth, som nu är biträdande professor i biologiska vetenskaper vid Louisiana State University. Där tidigare metoder använde bara 10 till 20 gener för att skapa en evolutionär historia, Faircloths tillvägagångssätt skapar en mer komplett och korrekt bild genom att använda mer än 1, 000 genetiska markörer. (Markörerna inkluderar gener och andra DNA-komponenter, såsom delar av DNA:t som slår på eller av proteiner, och cellulära komponenter som spelar en roll för att reglera gener.)

Forskarna extraherade också DNA från 118 arter av marina fiskar och genomförde en beräkningsanalys för att fastställa relationerna mellan dem. Bland deras fynd:Det är inte möjligt att avgöra vilka arter som är genetiskt besläktade bara genom att titta på dem. sjöhästar, till exempel, ser inget ut som getfisk, men de två arterna är evolutionära kusiner – ett fynd som förvånade forskarna.

"Vi visar att detta tillvägagångssätt fungerar, och att den belyser evolutionär historia för den mest artrika gruppen av marina ryggradsdjur, sa Alfaro.