海绵是zui低等的动物,这种想法一直在人们脑海中根深蒂固,然而近来基因组测序结果打破了这一传统想法,科学家发现栉水母可能是动物zui古老的起源,这项研究引起了了生物学家们的热议。
动物逐渐演变,从低等的海绵到如今生活在动物园中的具有触角、翅及聪明的动物。这种想法形成了一种直观感觉,以至于当生物学家通过基因组测序发现栉水母是比海绵更早的海洋食肉动物时,惊呆了。
虽然他们像海蜇一样凝胶状,栉水母有自己的门,被称为栉水母门(ctenophores)。典型的生命树通常将海蜇和海葵作为栉水母的血统源,其中一个包含动物的头部和后轮(包含蛞蝓,果蝇和人类)。栉水母通过彩虹色的纤毛滑动,通过粘性触须诱捕猎物。他们比海绵更复杂,拥有神经、肌肉、组织层、光传感器,这些都是海绵所不具备的。
“这种认为栉水母比海绵更早进化的想法太*了”发育生物学家Billie Swalla表示,他是来自西雅图华盛顿大学的从事Pleurobrachia bachei基因测序团队主要成员之一。但是该研究团队确实发现了这种现象,正如他们在美国加利福尼亚州旧金山1月3号至7号举行的综合与比较生物学协会年度会议所阐述。
尽管栉水母有一定的复杂性,但Pleurobrachia基因组DNA序列确实处于动物与生命进化树的zui底部。 佛罗里达大学的神经生物学家 Leonid Moroz表示, 他也是Swalla的同事。另一个研究小组也提出了栉水母Mnemiopsis leidyi的基因组测序显示,在生命进化树中栉水母门要么比还秒低,要么与海绵接近。
Swalla表示:“我们一直认为捕食者 - 猎物相互作以及感受器适应性是在海绵起源不久后进化而来的,现在我们需要我们需要设想更早的生活,如海绵、栉水母门、以及他们之间出现的一切生物。”。大约5.42亿年前,动物出现后,数以百万计的物种已经灭绝,动物的祖先看起来可能和现代的海绵和栉水母不同,Swalla补充道。
栉水母中基因家族、细胞信号网路以及基因表达的类型都证实了它的古老起源。例如,Moroz和它的研究团队发现栉水母利用*的基因组来增长神经,以至于Moroz开玩笑的称他们为外星人。Moroz表示栉水母可能是埃迪卡拉生物(Ediacaran organisms)的后代,埃迪卡拉生物是种出现在早于动物时期的化石标本中神秘生物。实际上,2011年,古生物学家对外宣称他们发现了一个5.8亿年前类似栉水母的化石。
比较生物学家Andy Baxevanis,他来自马里兰州贝塞斯达的美国国家人类基因组研究所, 是水母Mnemiopsis基因组项目的,称栉水母是缺乏某些基因*的动物,这些基因在产生具有调控基因表达的小分子RNA功能上具有重要作用。此外,海绵和栉水母同样缺乏其他动物拥有的其他基因家族。
如果栉水母出现在海绵进化前,那海绵可能失去了一些他们祖先的复杂性。当然,海绵自身或许拥有一些复杂性,只是科学家尚未发现,海绵可比岩石精致很多。埃德蒙顿的阿尔伯塔大学的生物学家Sally Leys解释说。
持怀疑态度的人在想不知道是否是栉水母的基因突变率很高,造成了栉水母血统看起来比实际更接近生命进化树的底部。“我已经做了分析,栉水母门是zui有问题的类群,他们跳跃发展,这取决于你使用的基因和你选择的动物。”德国慕尼黑路德维希 - 马克西米利安大学的的分子古生物学家Gert Wörheide表示。会议中,Wörheide通过比较核糖体蛋白序列的方法,绘制了生命进化树,在这个图谱中,海绵仍然处于zui底部