Examensarbete i biologi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
"Monsterfiskens" släktingar
Cecilia Brunhoff
Havsmus, Chimaera monstrosa, är en djuphavsfisk som kan bli upp till 150 cm lång. Ögonen
är stora och har grönfärgade linser. Sidofenorna ser ut som små vingar och på ryggen sitter en
rörlig gifttagg. Havsmusens skelett är uppbyggt av brosk.
Släktskap mellan djurarter har tidigare baserats på morfologi, d.v.s. likheter och skillnader i
utseende och kroppsuppbyggnad. Havsmöss, hajar och rockor har samma typ av skelett och
utgör klassen broskfiskar. Till skillnad från hajar och rockor, som har flera gälspringor, har
havsmusen gällock som en benfisk.
Under bildandet av benskelett bildas först brosk som så småningom ersätts av ben. Man
brukar säga att utvecklingen från ett befruktat ägg till ett färdigt foster speglar artens
evolutionära historia, man har därför tidigare ansett att benfiskarna har utvecklats från
broskfiskar. Med molekylärbiologiska metoder har man visat att hajar faktiskt utvecklats från
utdöda benfiskar, som även dagens benfiskar härstammar från.
Det har länge funnits en teori om att de fyrbenta, landlevande ryggradsdjuren utvecklades från
en fisk som ”tog steget upp på land”. Man har funnit fossil av utdöda fyrfota ryggradsdjur
som har många fiskliknande drag. Ända sedan slutet av 1930-talet, då man fann den första
levande kvastfeningen i modern tid, har forskare diskuterat om kvastfeningen eller lungfisken
är den närmaste nu levande släktingen till de fyrbenta, landlevande ryggradsdjuren. Genom att
sekvensera och jämföra gener från olika djurarter kan man fastställa deras släktskap med
varandra. För att få klarhet i vilka fiskar de fyrbenta landdjuren utvecklats från måste man
först få ordning på fiskarnas inbördes släktförhållanden.
Mitokondrierna är cellernas kraftverk, de bildar cellens energi. Mitokondrierna har egen
arvsmassa i form av en liten cirkulär DNA-molekyl. De tretton proteinkodande gener som
finns i mitokondriellt DNA - kodar för proteiner som ingår i de processer som behövs för
energiproduktionen.
Jag har undersökt hur havsmusen är släkt med andra fiskar. Detta har jag gjort med hjälp av
en gen som kallas ND2. Sekvensen för ND2-genen från havsmusen och nio andra fiskarter
analyserades med hjälp av olika datorprogram, vars resultat åskådliggörs i form av släktträd.
Som förväntat visade mina analyser att de strålfeniga fiskarna karp, torsk och forell, var
närmast släkt med varandra. Denna grupp återfanns tillsammans med broskfiskarna i toppen
av fiskarnas evolutionsträd, vilket inte överensstämmer med den traditionella uppfattningen
över fiskarnas fylogeni, men väl med nya molekylärbiologiska rön. I en nyligen utförd studie
av hajens släktskap med andra fiskar placerades kvastfeningen som nära släkting till hajen.
Mina resultat visar att havsmusen och kvastfeningen är nära släkt med hajen och rockan. Fler
mitokondriella gener behöver dock undersökas för att säkerställa mina resultat och för att
utröna om broskfiskarna utgör en egen gren i fiskträdet.
Swedish official title: Fylogenetiska analyser av havsmus, Chimaera monstrosa, baserade på
ND2-genen
Swedish credits: 20p
E-mail address of first author: [email protected]
Supervisor: Ann-Sofie Rasmussen, Department of Genetics, division of Evolutionary
Molecular Systematics
Submission date/time: 1998-08-03
Examensarbete i biologi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Phylogenetic analyses of the ratfish, Chimaera monstrosa, based on
the ND2-gene
Cecilia Brunhoff
Biology, Molecular Genetics
Spring 1998
Abstract in English
The molecular phylogeny of the ratfish, Chimaera monstrosa, has been investigated. The
ratfish is traditionally placed together with sharks, rays and skates, in the class Condrichthyes,
i.e. cartilaginous fishes. Since cartilage is the predecessor of bone in the development of the
skeleton, cartilaginous fishes were long thought to be the ancestors of the bony fishes. That
has now been questioned by recent molecular studies, suggesting that cartilaginous fishes
could have arisen from bony fishes.
Mitochondrial (mt) genes are often used for phylogenetic studies. The genes are tightly
packed, do not recombine or contain any introns, and are almost strictly maternally inherited.
Individual mitochondrial genes can produce misleading evolutionary data and might not be a
true representative of the entire mt-genome. However, some genes, e.g. the ND2-gene, have
been shown to recover the expected phylogenies in vertebrates.
The ND2-gene was PCR amplified and sequenced. The nucleotide sequence was translated
into amino acid sequence and all gaps and ambiguous sites were removed. Both the nucleotide
and the amino acid sequences were aligned to the analogous sequences of nine other fish
species. In accordance with two previous phylogenetic studies the sea lamprey was used as
outgroup. Analyses were performed using different statistical methods. Both data sets and all
methods gave compatible results.
In a recent study the traditional phylogenetic tree of the gnathostome (jawed) fishes was
challenged. That study found the sarcopterygian (lobe-finned) fishes basal in the tree and the
shark plus teleosts (higher bony fishes) as the crown taxa. This relationship was also
supported by my study, even though, due to the limited size of the alignment, the exact
branching order could not be determined. In a previous study, the coelacanth was found to be
a close relative of the only catilaginous fish, a shark, that was used in that study. The
coelacanth was placed close to the three cartilaginous fishes that were used in my analyses,
the shark, the ray and the ratfish. The internal branching order between the coelacanth and the
cartilaginous fishes, and thus the monophyletic status of the Chondrichthyes, could not be
conclusively resolved.
