如果你是一个幸运的物种，你将会偶然遇到随机的基因突变，这些突变恰好帮助你更好地生存——让你和你的后代保持并建立这些有益的特征。就像任何涉及运气的事情一样，你尝试的次数越多，你中奖的机会就越大。
这似乎发生在我们遥远的祖先身上——那些我们与现存的肺鱼共享的祖先。他们获得了足够的基因突变，使他们能够爬出水面，进入陆地这个全新的世界，大约在4.2亿年前。
通过这样做，他们成为了所有有脊椎的陆地动物（四足动物）的祖先。拥有一个巨大的基因组，就像现代肺鱼中发现的那样，可能对此有所帮助。
研究人员刚刚测序了濒危的澳大利亚肺鱼（Neoceratodus forsteri）的整个基因组，这是已知最大的动物基因组。它是我们基因组的14倍。这需要新的DNA测序技术和大量的计算能力，直到现在才在技术上成为可能——拼凑出惊人的430亿个核苷酸（遗传密码中的“字母”）。
“从基因组的角度来看，[肺鱼]在基因组上介于鱼和陆地脊椎动物之间，”奥地利分子病理学研究所（IMP）的生物学家Siegfried Schloissnig告诉《新科学家》。
在六种现存的肺鱼中，四种是非洲的，一种是南美洲的，一种是澳大利亚的。它们首次出现在化石记录中是在4亿年前。
澳大利亚物种保留了最多的祖先特征，最初被错误地归类为两栖动物，因为其奇怪的鱼和新特特征混合，包括其奇怪的腿状叶状鳍。这些奇怪的中间“活化石”可以活到100岁。
澳大利亚肺鱼似乎仍然与它们的1亿年前的祖先（现已灭绝）的化石非常相似，这些祖先最终从水中爬出来，最终产生了哺乳动物、鸟类、爬行动物和两栖动物。
其基因组证实，这种吞咽空气的游泳者是我们最近的现存鱼类亲属，击败了另一个竞争者，腔棘鱼——另一组叶鳍鱼。
因此，在澳大利亚肺鱼的巨大基因堆中，有关于动物如何从水生过渡到陆生的线索。
“这……需要一些进化创新，包括呼吸空气、四肢、姿势、防止脱水、氮排泄、繁殖和嗅觉，”研究人员在他们的论文中写道。
他们发现，负责我们胚胎肺发育的相同基因已经在肺鱼中存在，就像我们熟悉的尺骨和桡骨臂骨，以及编码它们的基因一样。像hox-c13和sal1这样的四足动物肢体模式基因在鱼类中从未见过。
“这种新颖性可能已经使[叶鳍鱼]征服陆地，展示了肺鱼基因组如何有助于更好地理解脊椎动物进化中的这一重大转变，”团队写道。
研究人员还发现，与肺鱼的嗅觉相关的基因有巨大的增加——这将是一种适合其祖先新环境的新型传感器。这些基因编码空气中的气味受体，而水中的气味受体的数量减少。
许多多余的基因通过复制其DNA的片段来扩大其庞大的基因组。一些肺鱼的单个染色体包含的核苷酸数量与我们整个人类基因组一样多。
这种通过复制进行的基因组扩张形式，被认为是进化的重要驱动力，有证据表明它有助于生物体快速适应不断变化的环境。
澳大利亚肺鱼是我们进化的一个不可思议的活记录，在如此长时间地保存这一遗传历史之后，现在由于人类活动改变了它称之为家的淡水栖息地而受到威胁。
这种动物捕食青蛙、蠕虫和蜗牛，以及在水中的植物。它通常依赖鳃呼吸，但其单一的肺允许肺鱼在干燥条件减少其水环境时浮出水面呼吸新鲜空气，使其变得浑浊和停滞。
“毫无疑问，新测序的基因组将在未来揭示更多关于这种奇怪脊椎动物的秘密，”IMP细胞遗传学家Elly Tanaka说。
“它不仅可以教我们关于陆地生活的适应，还可能解释某些基因组如何变得如此庞大。”
这项研究发表在《自然》杂志上。