南极冰鱼是Channichthyidae科的成员。
这些“白色血液”生物栖息在地球上最冷的海洋环境中，是唯一缺乏功能性红细胞和功能性血红蛋白基因的脊椎动物。冰鱼血液仅在物理溶液中携带氧气，导致每单位血液体积的携氧能力低于密切相关的红血性南极鱼类鱼类的10%。
在16种公认的冰鱼中，黑鳍金鱼和其他5种物种也缺乏称为肌红蛋白的氧结合蛋白。冰鱼的进化机制似乎可以弥补这些氧结合蛋白的损失，包括相对于体型增大的心脏体积的巨大心脏，增强的血管系统，以及线粒体密度和形态的变化。
“在人类中，这种特征通常会发出疾病信号。然而，这些改编有助于鱼类生存，“该研究的共同主要作者，俄勒冈大学的教授John Postlethwait说。“冰鱼是查尔斯达尔文称之为'古代生活的残骸'的例子。”他们与棘手的祖先不同，失去了祖先形式的许多共同特征。在极地地区几个月的夜晚和几个月的阳光下消失的基因是与昼夜节律相关的基因。“
“在南极洲表面温度下降2.5摄氏度后，冰原种群首次出现在上新世末期。大约7700万年前，他们已经与他们的共同祖先的线条发生了分歧 - 然后开发出更适合寒冷的表型，“共同作者，维尔茨堡朱利叶斯马克西米利安大学研究员Manfred Schartl教授说。和得克萨斯A&M大学。
为了帮助调查这些极端进化适应的基因组基础，Postlethwait教授，Schartl教授和他们的同事对黑鳍金鱼的基因组进行了测序。他们收集了距离南极半岛国王世宗站和西布兰斯菲尔德海峡附近不同深度的平均长约12英寸(30.5厘米)的黑鳍金鱼。
与从雌性中提取的基因组DNA一起，RNA从12种组织中提取 - 脑，眼，鳃，心脏，肠，肾，肝，肌肉，卵巢，皮肤，脾脏和胃 - 以帮助了解每个器官使用的基因。科学家绘制了30,773个蛋白质编码基因以及它们如何沿着染色体定位。
“Icefish和其他notothenioid鱼经历了基因变化，产生了抗冻蛋白，以帮助它们生存 - 这是20世纪70年代发现的一种适应。完成的映射有助于将这一发现置于基因组背景中，“他们说。基因组装配和连锁图谱揭示了24条染色体含量的显着稳定性，包括青fish(大米鱼)，欧洲鲈鱼和黑鳍金鱼，跨越1.1亿年，特别是与哺乳动物的染色体变化相比，同时期。
最大的分歧涉及冰鱼和鲈鱼的基因，表明寒冷的变化。
“我们的研究结果显示，参与防止冰害的基因数量，包括编码抗冻糖蛋白的基因，在冰鱼基因组中得到了极大的扩展，”Schartl教授说。
“冰鱼是从生活在底部并且没有游泳膀胱的鱼类进化而来的，这种器官像我们的肺部一样发育但随后失去了对咽部的附着并充满了气体。大多数鱼类，除了底部喂食器，都有一个，它有助于它们保持在水柱中的位置，“Postlethwait教授说。“当大部分鱼类在南极洲周围灭绝时，随着水的冷却，冰鱼进化为占据南大洋水柱。他们面临的最大挑战之一是在没有游泳膀胱的情况下脱离谷底。““他们可能限制了他们骨骼的矿化，我们体内最密集的部分，以及比水轻的脂肪 - 想到橄榄油浮在水面上，在平底锅里煮面。”
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