Fylogenetisk topologi härleddes från de kombinerade aminosyrasekvenserna för havstulpanernas kompletta mitogenom. Kladerna A och B indikerar de två kemosyntetiska havstulpanlinjerna. Färgen på artnamnet och grenen anger familjeklassificeringen av taxonet. Siffrorna efter artnamnet motsvarar provfoton. Posteriora sannolikheter (PP) och transfer bootstrap expectation (TBE) värden från både nukleotid- och aminosyradata är annoterade med hjälp av olika färgade prickar. Kredit:Frontiers in Marine Science (2022). DOI:10.3389/fmars.2022.964114
Havstulpaner är speciella kräftdjur som vanligtvis är inneslutna av kalkhaltiga plattor och fäster sig stadigt på marina substrat som stenar, båtar och andra djur.
De är en unik grupp som har utvecklats i parallella identiska somatotyper (sessila, skaftade och asymmetriska) i både normala och kemosyntetiska miljöer.
Nyligen utförde ett forskarlag under ledning av Prof. Li Xinzheng från Institutet för Oceanologi vid den kinesiska vetenskapsakademin (IOCAS) en omfattande mitogenomisk analys för att utforska havstulpanernas evolutionära historia och för att karakterisera havstulpanernas genetiska adaptiva egenskaper som lever i den hårda marina kemosyntetiska livsmiljön.
Studien publicerades i Frontiers in Marine Science den 15 september.
De fylogenetiska slutsatserna och topologitestet visade det gemensamma ursprunget för pollicipedider, kalanticider och balanomorfer. Men fylogenetiska, morfologiska och fossila bevis tyder på ett alternativt ursprung för verrukomorfer, nämligen att de kan härröra från arkeolepadomorfer i övre trias (225 miljoner år sedan).
Två distinkta havstulpanlinjer som bor i kemosyntetiska livsmiljöer återvanns baserat på mitokondriella genomdata, vilket indikerar att havstulpaner har koloniserat kemosyntetiska djuphavsmiljöer minst två gånger i historien.
Selektiva tryckanalyser visar att båda två linjerna hade genomgått relativt höga selektiva tryck när deras förfäder koloniserade den kemosyntetiska biotopen. Men de specifika selektiva platserna för dessa två linjer var olika. Detta fenomen avslöjar att genomisk respons på miljöförändringar inte bara beror på externa faktorer utan också relaterar till dem själva.
Forskarna fann att divergenstiderna för kemosyntetiska linjer inträffade strax efter den krita-paleogena massutdöendet och Cenomanian/Turonian oceanisk anoxisk händelse. Dessa händelser hade kraftigt minskat mångfalden av marina organismer, så många ekologiska nischer skulle ha skapats efter dessa händelser.
"Kombinerat med våra resultat spekulerar vi i att ekologisk nischvakans, sitotaxi och genspecificitet i adaptiva stressresponser bidrar till uppkomsten och diversifieringen av havstulpaner i kemosyntetiska ekosystem", säger Gan Zhibin, första författare till studien.
"Vår studie skisserar en trovärdig evolutionär historia för havstulpanlinjer, särskilt för de kemosyntetiska härstamningarna, och ger nya insikter i havstulpanens fylogeni. Det bekräftas dessutom att djurens utveckling främjas av flera faktorer", säger Prof. Li. + Utforska vidare
