下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
栉水母的基因改写生命进化树
一项新的研究认为，名为栉水母的一类复杂海洋生物应该取代无脑、无肠的简单海绵动物，作为动物进化树的根基部分。
DNA数据表明这种生物属于最早的动物谱系。
科学家们长期以来一直认为所有现在动物的祖先大概就是像海绵动物那样简单的生物。现在，生物学家必须对5.5亿多年前第一批动物的进化之路构建新的假设。这篇发表于2013年12月13日《科学》杂志上的研究文章的主要作者、来自马里兰州贝塞斯达的国家人类基因组研究所的进化生物学家约瑟夫·瑞恩（Joseph Ryan）说：“这一发现让人们很难接受。”
一个多世纪以来，生物学家描绘了早期动物进化图谱，逐渐补充一些必不可少的特征。在那种假设情境里，被称为领鞭虫的单细胞生物的克隆逐渐发展成为多细胞的海绵动物祖先；数百年过去，这些生物的一个分支形成了神经细胞。随后，肌肉组织开始发展。科学家们一直认为栉水母在这之后才出现，因为它们同时拥有神经系统（并有一个初级的大脑作为补充）和肌肉组织。
瑞恩和他的同事曾在2013年1月份的一次会议上向这种假设情境提出质疑，他们认为栉水母可能起源于一种在海绵动物之前发生进化的祖先。这个研究小组已经对栉水母（ Mnemiopsis leidyi ）的基因组进行测序，并与海绵动物以及几十种其他物种的基因组进行比较。不过，他们的研究结果中还存在一些不确定之处，导致许多生物学家拒绝对进化树分支进行重新规划的提议。
自那时起，研究小组就开始通过更多的分析来巩固之前的结论。他们使用了一些算法来分析所有动物以及诸如领鞭虫之类的单细胞生物中是否存在某些特殊基因，而领鞭虫的祖先的出现时间早于动物。分析结果发现，栉水母和单细胞生物中缺少许多动物中普遍存在的基因。《科学》杂志首次对这项分析结果以及之前的基因组研究进行了报道。
来自哥本哈根的丹麦国家自然历史博物馆的克劳斯·尼尔森（Claus Nielsen）说：“这项新的分析结合之前的研究结果提供了强有力的证据。”尼尔森之前一直对重新规划进化分支有所疑虑，直到见到了这篇文章。他说，如果他重新编写自己的书《动物进化》，他会将栉水母放到动物进化树的最底端。
德国基尔大学的生物学家托马斯·博世（Thomas Bosch）认同栉水母在进化树中的新定位，但他补充道：“我不理解的是这种结果所代表的生物学意义。”这种新定位表明，动物最近的祖先或许有神经系统和肌肉组织，因为栉水母就是这样。如果真是这样的话，海绵动物必须在进化中丢失这些零件，毫无痕迹。
另一种让博世和尼尔森更愿意接受的解释是，动物的共同祖先已经拥有发育成神经和肌肉所需要的大多数基因，但这种生物实际上并没有那些复杂器官。
瑞恩的研究支持这一观点。研究人员发现，栉水母缺少某些其他动物用于肌肉生长的基因，这就意味着栉水母很有可能使用了一套完全不同的基因，在数百万年时间中独立进化出了肌肉组织。有可能在与动物的共同祖先分离后，栉水母还独立进化出了神经系统。在这种假设情境中，栉水母使用基因的方式与其他现存动物不一样。
不过，仍然也有一些生物学家对新的进化树结构持怀疑态度。麻省理工学院的进化生物学家曼西·斯里瓦斯塔瓦（Mansi Srivastava）曾参与过海绵动物基因组测序，她说，栉水母和海绵生物可能自出现后都已经丢失了许多基因，混淆了该研究团队最初得出的分析结果：“这真是一个不容易解决的难题。”