忘记海绵吧:最早的动物是海洋水母

   日期:2020-06-30     浏览:11    评论:0    
核心提示:忘记海绵吧:最早的动物是海洋水母范德比尔特大学栉水母,又名栉水母,与此相似,可能是最早的动物形式。来源:维基百科共用当漫画

忘记海绵吧:最早的动物是海洋水母
范德比尔特大学

栉水母,又名栉水母,与此相似,可能是最早的动物形式。来源:维基百科共用
当漫画家兼海洋生物学老师史蒂夫·海伦伯格(Steve Hillenburg)在1999年创造出海绵宝宝时,他可能在进化生物学领域持续时间最长的争议中支持了错误的一方。


在过去的十年里,动物学家们一直在争论这个问题:“动物族谱中最古老的分支是什么?”是像他们早就想的那样,是海绵呢,还是一种完全不同的生物,一种叫做栉水母的脆弱的海洋食肉动物呢?这个问题的答案可能会对科学家思考现代动物的神经系统、消化道和其他基本器官是如何进化的产生重大影响。

现在,一组来自范德比尔特大学和威斯康辛大学麦迪逊分校的进化生物学家设计了一种新的方法,专门用来解决像这样有争议的系统进化树问题。这种新方法完全站在梳子水母这一边。

4月10日,《自然生态与进化》杂志在网上发表了一篇题为“系统基因组研究中争议性关系的解决可以由一个或几个基因驱动”的文章,该方法及其在这一问题和其他17种有争议的系统发育关系中的应用。

近一个世纪以来,科学家们在很大程度上根据他们对各种生物相对复杂性的判断来组织动物系谱。由于它们比较简单,海绵被认为是动物谱系中最早的成员。当基因组学革命开始提供关于越来越多物种的DNA的大量信息时,这种模式开始转变。进化生物学家开始应用这些丰富的信息来精炼和重新定义进化关系,创造了一个新的领域,称为系统基因组学。在大多数情况下,DNA数据有助于澄清这些关系。然而,在一些情况下,它引起了争议,并随着数据积累越来越多而愈演愈烈。

2008年,一项早期的系统基因组研究指出栉水母(又名栉水母)是动物王国最早的成员,而不是海绵。这引发了一场持续的争议,上个月发表的最新一轮大规模研究收集了前所未有的一系列基因数据,以支持海绵作为第一个动物分支的地位。

 

“目前的方法,科学家们用phylogenomic研究是收集大量的基因数据,分析数据,建立一套关系,然后认为他们的结论是正确的,因为各种改进他们在他们的分析,“Antonis过韩国说,科尼利厄斯范德比尔特生物科学教授他与范德比尔特大学博士后学者沈兴星以及威斯康星大学麦迪逊分校的助理教授克里斯·托德·希廷格(Chris Todd Hittinger)一起设计了这种新方法。“这种做法在95%的案件中非常有效,但在剩下的5%案件中却导致了明显不可调和的分歧。”

Rokas和他的合作者们决定集中研究18种有争议的关系(7种来自动物,5种来自植物,6种来自真菌),试图弄清楚为什么这些研究产生了如此矛盾的结果。为了做到这一点,他们开始研究杂草,从遗传学角度来说,并开始比较每个关系中领先竞争者的个体基因。

“在这些分析中,我们只使用了所有生物体共有的基因,”Rokas说。“关键是检查来自不同生物体的基因序列,找出谁是它们的近亲。”当你观察一个生物体中的特定基因时,我们称之为a,我们问它是否与生物体B中的对应基因关系最密切?或者与C生物体中的对应物相匹配?减了多少?”

这些分析通常涉及成百上千个基因。研究人员确定了每种基因对一种假设(首先是梳状水母)和另一种假设(首先是海绵)的支持程度。他们把由此产生的差异称为“系统发育信号”。正确的假说是来自大多数基因的系统发育信号一致支持的假说。

通过这种方式,他们确定梳状水母比海绵拥有更多的基因来支持它们在动物谱系中“最先分化”的地位。

研究人员提出的另一个有争议的关系是,鳄鱼与鸟类的关系更密切还是与海龟的关系更密切。他们发现,有74%的共同基因支持这样一种假设,即鳄鱼和鸟类是姐妹血统,而海龟是近亲。

在他们的研究过程中,他们还发现在一些有争议的案例中,会有一两个“强烈的意见”

 
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