地球最深的河流掩盖了进化之谜

作者: 阿希尔·埃尔贝因

2007年，生活在刚果下游 (地球上最深的河流) 的渔民为Melanie Stiassny带来了一条鱼。它6英寸长，幽灵般的白色，没有眼睛。就像大多数从水里出来的鱼一样，它快要死了。令她惊讶的是杀死它的原因。

纽约美国自然历史博物馆的鱼类学家Stiassny说: “它的皮肤和鳃下形成了氮气泡。”这是减压病的明显迹象，减压病是一种经常致命的疾病，当动物迅速减压时会导致这种疾病。在人类中，从深水快速上升过程中血液中氮气泡的积聚称为弯曲。

“我想，这东西真的会死于弯曲吗？” 她说。“如果是这样的话，这里的水有多深？”

刚果河蜿蜒2,500英里，穿过非洲的赤道盆地，像蛇一样盘绕在刚果民主共和国的丛林中。然后，离海洋186英里，它落入一系列危险的峡谷，每英里都12英尺下沉。与刚果共和国和安哥拉接壤的孔戈中省的漩涡水域占该河鱼类的30%，长期以来一直吸引着鱼类学家。

Stiassny与刚果项目合作，该项目是刚果共和国Marien Ngouabi大学，刚果民主共和国金沙萨大学和研究下游独特鱼类和环境的AMNH之间的合作伙伴关系。他们在美国地球物理联盟1月发表的研究表明，河流景观比以前想象的要奇怪。它的敌对潮流和超过700英尺的深度是一个令人难以置信的自然实验室，用于研究趋同进化，或perse物种如何发展类似的环境适应。

这条河深处的最初线索来自垂死的鱼。根据Marien Ngouabi大学的鱼类学家Victor Mamonekene的说法，这条鱼-在当地被称为mondeli局，或 “办公室里的白人”-长期以来一直为Bulu村的居民所熟知，科学家们在那里第一次看到了它。该物种最初被1976年描述为丽鱼科鱼，是该科的一部分，包括罗非鱼，blue和孔雀鲈鱼。但是这种动物与它的亲戚完全不同: 很小，没有眼睛，像洞穴鱼一样苍白。

Stiassny说，为了找出潜在的深水鱼类可能来自何处，刚果项目与国家地理学会和美国地质调查局合作。她说，在2008年和2009年，他们派出了一个 “疯狂的白水皮划艇帅哥” 团队，在低水季节经营急流。他们的皮划艇携带回声测深仪和深度测量设备。

河谷人迹罕至，人烟稀少。它的急流沿不到一英里宽的河道运送的水量是密西西比河的五倍，几乎无法乘船航行。

Mamonekene说: “那里的强水流使它成为一个非常危险的水上工作区域。”

幸运的是，所有皮划艇运动员都返回了一件。怀特沃特团队收集的数据揭示了严峻的水下景观: 巨大的岩石塔，上游和下游的快速水流剥夺了沉积物和植物。

“几乎就像你在同一条河道里有两条河一样，” 斯蒂亚斯尼说。

她说，洋流的复杂性和力量是下刚果进化丰富的关键。这种敌对的环境使鱼类的繁殖种群在孤立的水袋中分离，并导致了新物种的进化。

“我们会让人口迅速聚集在两边，” 斯蒂斯尼说。“也许它们只相隔一公里，但就好像它们相距50,000英里。”

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散布着浅急流的峡谷足够深，以至于团队不得不使用为深海设计的测量设备来研究它们。刚果河的部分测得约720英尺深，几乎与海洋的暮光区一样远。巨大的水涡像水下瀑布一样在峡谷壁上上下暴跌。

Stiassny的团队怀疑mondeli局生活在这些深水峡谷中，偶尔会被沿岩壁搅动的水流所吸引。它们被飞升到数百英尺的地面，氮气从血液中冒出。杀死他们的相同弯曲使他们的饮食变得神秘，使他们的游泳膀胱破裂并将其内容物推出。

尽管如此，研究小组的研究表明，深水营养不足: Mondeli局失去了一种抑制食欲的基因，这表明该物种在可能的情况下会暴饮暴食。“食物可能偶尔会被带入其中的一些潮流中，而当这些家伙发疯时，” Stiassny说。

mondeli局是下刚果六条形成细长形态，失去色素并缩小眼睛的鱼之一。其他人-来自cat鱼，象鱼和多刺鳗鱼等家庭-在河岸上较浅的水域中发现。这表明，蒙德利局的奇怪适应可能不仅仅取决于生活在深处，而是取决于下刚果本身的潮流。

不相关的物种有时会通过称为收敛进化的过程达到非常相似的解剖结构。许多种类的鱼类和sal都独立地减慢了新陈代谢，失去了在深洞穴中生存的眼睛。

但是，尽管这种融合早已被认为是一种现象，但研究人员仍在尝试发现更多有关其在塑造动物中的作用。德克萨斯A & M大学的Kirk Winemiller认为，这就是为什么这个项目意义重大，他是一位没有参与这项研究的进化生物学家。

“似乎有一些解决问题的最佳方案，” 他说。“梅兰妮的作品显示了多个物种以相当可预测的模式适应极端环境。”

Stiassny说，下一步是在刚果其他地方找到与mondeli局最密切相关的鱼，以便将它们与解剖学上更专业的表亲进行比较。他们还在研究河流中其他盲鱼的遗传学和生理学，以确定他们是否正在使用类似的基因突变来适应河流。

“有很多问题，” 马莫内肯说。“关于这些物种的几乎所有东西都有待发现，因此需要继续这项研究。”