9 月 21 日，我院 2026年第16期（总448期）“水产讲坛” 在水产楼A105报告厅举行。讲座特邀西北工业大学王堃教授作题为《脊椎动物早期演化的分子机制》的学术报告，报告由我院高泽霞教授主持，众多师生到场聆听学习。

报告中，王堃教授从地球宜居环境的地质背景展开，指出板块运动造就了海沟、青藏高原等特殊地貌，地球内核活动产生的磁场抵御太阳风，守护地球大气，为生命繁衍提供必要条件；通过对比火星内核活动停止、磁场消失，大气被太阳风剥离而丧失宜居性，进一步凸显地球特殊的生存环境。他表示，依托我国 “蛟龙号”“奋斗者”号全海深探测装备，科研人员得以探究高压、无光、资源贫瘠的深海，解读极端环境下生物的生存密码。

结合多项多组学研究成果，王堃教授介绍深海生物的适应性演化。以马里亚纳海沟狮子鱼为研究对象，研究团队发现其骨骼未完全骨化、皮肤白化、视觉退化等一系列适应性特征。研究证实，鱼类曾多次独立向深海迁移，进入并能够生存于超深渊的时间相对更晚；所有深度超过三千米的鱼类存在一种高度保守的RTF1基因突变，以此适应低温高压环境。

王堃教授介绍马里亚纳海沟狮子鱼

王堃教授以海葵、大王具足虫等深海生物为例，阐释深海作为部分生物演化避难所的适应机制。深海海葵丢失了一些节律、脂质代谢及有性繁殖相关基因，部分类群转向无性繁殖，以此应对食物匮乏。大王具足虫演化出膨大胃部储存食物，并通过共生水平转移获得细菌线粒体相关基因可增强耐饿性，斑马鱼、线虫实验也验证了该基因在抗饥饿方面的功能。

随后，报告聚焦脊椎动物由水生向陆生演化这一重大演化事件展开。泥盆纪末期，陆地植物扩张引发海洋富营养化与缺氧，成为大灭绝重要诱因；潮间带早期有颌类可能靠原始空气呼吸能力幸存。肺的遗传基础可追溯至早期有颌脊椎动物，鱼鳔与肺在细胞类型层面呈现广泛同源性，由此提出原始肺并非为登陆演化产生，而是早期有颌脊椎动物适应性状，后在陆生动物中发展为肺，在部分鱼类中演化为鱼鳔。

研究表明，肺的形成并非依靠全新基因，软骨鱼已经拥有大量肺发育相关的基因和共表达模式，肺的形成涉及肺特异性增强子出现、调控网络重塑和新基因起源等多种机制。王堃教授以和早产呼吸窘迫综合征相关的 SFTPB 基因为例，阐释基因调控的重要作用，无肺两栖类丢失大量此类调控模块，鸟类、哺乳动物则进一步发生呼吸细胞类型分化。

脊椎动物登陆是多系统协同重塑的过程。运动系统上，核心调控元件调控四肢起源与关节发育，绿鳍鱼特化的胸鳍既具感知功能又可爬行。代谢方面，登陆促使生物排泄产物从氨转变为尿素或尿酸，肝脏发挥关键作用。对比文昌鱼，肝窦内皮细胞的出现标志脊椎动物肝脏结构的复杂化，全基因组复制产生的新基因参与肝脏构建，敲除后会破坏肝脏结构与再生能力，凝血等肝脏功能也伴随新基因不断完善。脊椎动物还演化出特殊分子机制，适应陆地全新生存压力，新基因与调控元件共同驱动水生到陆生的演化跃迁。

王堃教授讲解四肢系统从水生到陆生的骨骼重塑

报告结束后，在场师生围绕相关科学问题展开热烈交流。本次水产讲坛立足比较基因组学前沿，串联深海适应与水生陆生演化两大方向，拓宽了师生学术视野，为学院相关研究带来新的思考与启发。

【背景资料】

王堃，西北工业大学生命科学与技术学院教授。长期围绕脊椎动物演化及其与人类健康关系的交叉领域开展研究。以第一和通讯作者在《Cell》、《Nature Ecology& Evolution》、《PNAS》等国际高水平期刊发表系列研究成果，相关工作入选 2021 年和 2025 年中国生命科学十大进展，并被纳入生物学教材。主持 U40 项目、优秀青年科学基金、国家重点研发课题等项目，并担任多本学术期刊编委。获中国动物学会长隆起航奖、青年科技奖。