2013 年,佛罗里达大学的研究团队曾经在《科学》(Science)杂志上发表文章,通过一种栉水母(Mnemiopsis leidyi)的基因组撼动了进化树的根基,那篇文章一经发表就引起了热议。现在,他们又在《自然》(Nature)杂志上发布了另一种栉水母的基因组草图,再次验证了自己的观点。
论文资深作者、佛罗里达大学的神经科学家 Leonid Moroz 表示:“栉水母(ctenophore)就像是来到地球的外星人。”它们通过特殊的纤毛在海洋中游动,看起来就像是迪厅的球形灯。它们通过粘乎乎的触手捕获食物。
Moroz 和他的团队对太平洋侧腕水母(Pleurobrachia bachei)进行了基因组测序,他们发现栉水母拥有独一无二的神经系统。其他动物共用许多与免疫、发育和神经功能有关的基因家族,但栉水母完全不具备这些基因。这不仅令栉水母更加神秘,也再次证实栉水母是独立演化出自己的神经系统。
栉水母一直令分类学家们头疼不已。它们和水母看起来很相似,曾经被视为刺胞动物(包括水母)的姐妹群(Sister group)。也有人将栉水母放在缺乏神经系统的扁盘动物和海绵之后,因为栉水母具有能够检测光、感知猎物和移动肌肉组织的神经系统。
Moroz 认为,栉水母与所有动物的共同祖先是近亲。他在 2013 年的《Science》论文中提出,神经系统出现了两次各自独立的演化,栉水母的神经系统演化与其他动物完全不同。现在,P. bachei 基因组分析为这一观点提供了有力的支持。
研究显示,P. bachei 基因组不仅缺乏其他动物的共有基因,而且不具备调控基因表达的 microRNA。此外,栉水母的神经系统还缺乏普通神经系统中的标准组分。 其他动物的神经系统都使用同样的十种主要神经递质,而太平洋侧腕水母则只用了其中的一两个。 Moroz 推测,这种生物可能使用了其他未知分子来完善神经系统,例如特殊的蛋白激素等。
栉水母的上述独特性质,让研究团队确信它的神经系统演化独立于其他动物,大约在五亿年前从进化树上分支开。Moroz 表示:“人们总认为复杂的神经系统不可能进化两次,但这一事件的确发生了。”
神经系统在不同动物分支中演化两次的观点,一直令慕尼黑大学的进化生物学家 Gert W?rheide 着迷。不过他并不认同 Moroz 等人给栉水母安排的进化位置,他认为所有动物的共同祖先可能与栉水母没什么关系。P. bachei 的神经系统也可能是后来发生的某种适应性改变,他说。“我认为现在断言栉水母在进化树中的地位还为时过早。”
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