首个水母基因组揭示了动物复杂性的进化

2022-02-27 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:467 /
内容摘要:
来自美国和德国的一组研究人员已经对月球水母的基因组进行了测序和分析。结果表明,早期水母改变了现有的一组基因,在珊瑚虫和游泳的生命阶段之间转换。月亮水母(Aurelia aurita)。影像学分:Alexander Vasenin / CC BY-SA 3.0。水母来自动物家谱中最......

来自美国和德国的一组研究人员已经对月球水母的基因组进行了测序和分析。结果表明,早期水母改变了现有的一组基因,在珊瑚虫和游泳的生命阶段之间转换。

The moon jellyfish (Aurelia aurita). Image credit: Alexander Vasenin / CC BY-SA 3.0.

月亮水母(Aurelia aurita)。影像学分:Alexander Vasenin / CC BY-SA 3.0。

水母来自动物家谱中最古老的分支之一,包括珊瑚和海葵。

这些动物可能是公海上第一批肌肉驱动的游泳者。

它们出现在前寒武纪晚期,这是一个在寒武纪动物爆发之前发生重大地质和生态变化的时期。

在进化的某个阶段,水母获得了从静止的珊瑚虫向游动的美杜莎转变的能力。

这种转变涉及水母神经系统、肌肉和武器的重大变化,也就是被称为中枢神经细胞的刺细胞。

对月球水母基因组的深入研究揭示了这种成功生存策略的起源。

加州理工学院和加州大学戴维斯分校的研究员大卫·戈尔德博士说:“我们的发现提供了进一步的证据,证明进化不一定会使遗传密码变得更加复杂。

“水母可以利用在简单动物身上发现的许多相同基因,构建一个庞大而复杂的生活史。”

Cnidarian relationships, life cycles and sensory structures: (a) cladogram showing the phylogenic relationships between cnidarians with published genome sequences; (b) representative life cycles for cnidarians; red arrows indicate sexual reproduction; blue arrows indicate metamorphosis and/or asexual reproduction; (c) organization of the rhopalia, a sensory structure found only in certain medusozoans such as the moon jellyfish; (d) antibody staining demonstrating the clustering of tyrosinated tubulin-positive neurons (green) in the rhopalia; red - phalloidin (actin stain), green - tyrosinated tubulin; blue - TO-PRO-3 iodide (nuclear stain). Scale bar - 50 µm. Image credit: Gold et al, doi: 10.1038/s41559-018-0719-8.

刺胞动物的关系、生命周期和感觉结构:(a)显示刺胞动物与已发表的基因组序列之间系统发生关系的分支图;(b)中美洲人的代表性生命周期;红色箭头表示有性生殖;蓝色箭头表示变态和/或无性繁殖;(rhopalia的组织,这是一种仅在某些水母中发现的感觉结构,例如月亮水母;(d)抗体染色显示rhopalia中酪氨酸化微管蛋白阳性神经元的聚集(绿色);红色& # 8211;阴茎蛋白(肌动蛋白染色),绿色& # 8211;酪氨酸化微管蛋白;蓝色& # 8211;碘-PRO-3(核染色)。比例尺& # 8211;50 m .影像学分:Gold et al,doi:10.1038/s 14559-018-0719-8。

水母基因组分析表明,美杜莎阶段通常会选择息肉中现有的发育基因网络和细胞类型。

此外,这种水母似乎利用许多在果蝇和人类等动物身上发现的相同基因来设计其不同的生命阶段。

对于研究小组在水母基因组中发现的东西,还有第二种更有争议的解释。

或许,月球水母基因组和“高等”动物的相似之处表明,刺胞动物最初有一个美杜莎生命阶段,而珊瑚和海葵等动物失去了这个阶段。

“我们的结果无法区分这两种情况,”Gold博士说。

“如果第二个假设被证明是正确的,游泳、食肉动物的年龄可能比我们想象的还要大。”

该发现发表在《自然生态与进化》杂志上。

_____

水母的基因组和动物复杂性的进化。自然生态与环境;进化,2018年12月3日在线发布;doi:10.1038/s 14559-018-0719-8


标签:    基因组  第一  水母