海馬為什麼會長的那麼奇怪？

為什麼海馬會長的那麼奇怪？科學家定序了海馬 tiger tail (Hippocampus comes) 所有的 DNA (共 695Mb, 預測有 23,458 個基因)，和其他的硬骨魚(teleost fish)基因比較後[註]，發現海馬少了和多了幾個關鍵基因。

1. P/Q-rich SCPP gene: toothless (edentulism)
- 海馬和 pipefish 都沒有牙齒，其他沒有牙齒的動物有鳥類和烏龜，有都發現牠們的 P/Q-rich SCPP 因為突變而失去功能(inactive)。
- 海馬沒有 P/Q-rich SCPP 可能是造成牠們小嘴和下顎變成管狀的原因。

2. tbx4 gene: loss of pelvic fins
- 此基因在哺乳類動物中被認為控制後腿生長，如果老鼠的 tbx4 失去功能，會無法長成後腿。
- 斑馬魚的 tbx4 被拿掉後，便沒有長出 pelvic fins。
- 海馬沒有 tbx4 可能是導致牠們有長尾和盔甲似身軀的原因。

3. C6AST subfamily of astascin metalloproteases: hatching of embryos - 這個蛋白家族中的其中一個蛋白 pastn，在 pipefish 的公魚腹袋(brood punch)中高度表現，可能是造成牠們孵蛋的原因。
- 公的海馬腹部在中、晚期懷孕時也高度表現 pastn 蛋白。
- 海馬有六種 pastn 基因：pastn1 to pastn6

註：teleost family Syngnathidae 總共有約三百種(species)，包括有 seahorses, pipefishes and seadragons。其中 seahorses 和 pipefishes 都是公的孵蛋。

看了以後，我非常想在其他公魚不孵蛋的種類的公魚中植入 pastn genes，看能不能讓牠們孵蛋。


Article:

R Lallensack, The genes that make seahorses so weird. Science (2016)

Paper:

Q Lin et al, The seahorse genome and the evolution of its specialized morphology. Nature (2016)