2025年8月18日，南方海洋科学与工程广东省实验室（湛江）（以下简称“湛江湾实验室”）赵娜、张博研究员团队联合上海海洋大学、青岛华大基因研究院等国内外合作单位，在国际顶级学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上以论文形式发表了题为 “Adaptive loss of shortwave-sensitive opsins during cartilaginous fish evolution”（软骨鱼类进化过程中感短波视蛋白的适应性丢失）的重要研究成果（文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62544-w）。该研究首次揭示了鲨鱼、鳐等软骨鱼类为何无法感知蓝色和紫色光线的长期谜团，并阐明了其背后关键的适应性进化机制。

这项研究深入探讨了软骨鱼类（如鲨鱼、鳐鱼等）视觉系统中短波敏感视锥蛋白基因（sws1和sws2）的丢失现象及其适应性进化意义。研究通过基因组测序、基因家族分析和实验验证，揭示了软骨鱼类无法感知蓝光或紫光的分子机制，并提出了基因丢失作为一种进化优势的假设。研究团队通过对孔鳐（Okamejei kenojei）和大青鲨（Prionace glauca）进行全基因组测序，揭示了软骨鱼中普遍缺失sws1和sws2基因。进一步的比较基因组学分析表明，这种基因丢失可能与软骨鱼类视网膜中“tapetum lucidum”（反光膜结构）的存在有关。这种结构会反射短波光，而sws基因的丢失有助于减少短波光对眼睛的损伤。

为了验证这一假设，团队利用斑马鱼模型进行了基因敲除实验和细胞实验。实验发现，当存在SWS1和SWS2时，蓝光和紫光可诱导细胞衰老和光感受器层变薄；而sws基因敲除的斑马鱼在短波光照射下，视网膜表现出更少的细胞凋亡和衰老，支持了基因丢失减少光损伤的假设。论文探讨了短波光对眼睛损伤的潜在分子机制，如细胞衰老和凋亡，揭示软骨鱼类视觉基因演化的独特机制，为理解基因丢失的适应性意义提供了新视角，并指出这一发现对研究人类年龄相关性黄斑变性（AMD）等视觉疾病具有潜在启发意义。

湛江湾实验室张博研究员、上海海洋大学冯毅栋博士，青岛华大吕美琪博士为文章共同第一作者，上海海洋大学鲍宝龙教授、李云凯教授、湛江湾实验室赵娜研究员、青岛华大张要磊博士为共同本文通讯作者。    

 南方海洋科学与工程广东省实验室（湛江）將继续深化在海洋生物适应性进化、基因功能解析等前沿领域的研究，致力于挖掘海洋生物资源的巨大潜力，为推动我国海洋科学研究迈向国际领先水平贡献力量。同时，实验室也将积极拓展研究成果转化应用的渠道，努力将科研成果应用于海洋生态保护、水产养殖产业升级以及人类健康问题的解决中，为实现海洋经济的可持续发展提供强有力的科技支撑。 本研究由来自中国、德国等多个研究机构的科学家合作完成，体现了实验室在国际合作与跨学科研究中的开放包容态度和领先水平。实验室将以此次成果为契机，继续加强与国内外科研团队的合作交流，共同探索海洋科学的未知领域。

（撰稿：黄世苗；审稿：唐国云 赵娜）