研究人員對(duì)寄生蟲的基因組進(jìn)行測序 這實(shí)際上是一種微型水母
這是一個(gè)令人震驚的發(fā)現(xiàn),可能會(huì)重新定義科學(xué)家如何解釋它對(duì)動(dòng)物的意義。本周在美國國家科學(xué)院院刊上,堪薩斯大學(xué)的研究人員將揭示水母 - 那些帶有刺痛觸須的普通海洋害蟲 - 隨著時(shí)間的推移如何演變成“非常奇怪”的微生物,僅由少數(shù)細(xì)胞組成,住在其他動(dòng)物里面。
基因組測序證實(shí),感染無脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物宿主的多種微觀寄生蟲myxozoans實(shí)際上是“高度減少”的刺胞動(dòng)物 - 包括水母,珊瑚和??膭?dòng)物門。“這是動(dòng)物身體計(jì)劃極度退化的一個(gè)顯著案例,”KU的生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)副教授,研究項(xiàng)目的首席研究員Paulyn Cartwright說。“首先,我們確認(rèn)他們是個(gè)cnidarians?,F(xiàn)在我們需要調(diào)查他們是如何做到這一點(diǎn)的。”
寄生微型水母不僅進(jìn)化了僅僅幾個(gè)細(xì)胞的精簡身體計(jì)劃,而且通過在KU醫(yī)療中心的基因組測序設(shè)施中產(chǎn)生的數(shù)據(jù),研究人員還發(fā)現(xiàn)了myxozoan基因組的大大簡化。“這些比平均水母基因組小20到40倍,”卡特賴特說。“它是迄今為止報(bào)道的最小的動(dòng)物基因組之一。它只有大約2000萬個(gè)堿基對(duì),而平均Cnidarian有超過3億個(gè)。相比之下,它們是微小的基因組。”
盡管現(xiàn)代水母的身體結(jié)構(gòu)和基因組在數(shù)百萬年中被徹底淘汰,但是Myxozoa保留了水母的主要特征 - 它的毒刺或“刺細(xì)胞” - 與制造它的基因一起。“因?yàn)樗鼈兲婀至?,很難想象它們是水母,”她說。“他們沒有嘴巴或腸道。他們只有幾個(gè)細(xì)胞。但是他們有這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu),看起來就像刺痛的細(xì)胞。水母的觸手裝滿了它們 - 很少的射擊武器。”
研究結(jié)果是科學(xué)迷戀的東西,但也可能產(chǎn)生商業(yè)影響。Myxozoa常常困擾商業(yè)魚類,如鱒魚和鮭魚。“它們是一組非常多樣化的寄生蟲,有些已被充分研究,因?yàn)樗鼈儠?huì)感染魚類,并可能對(duì)經(jīng)濟(jì)重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖造成嚴(yán)重破壞,”卡特賴特說。“它們會(huì)引起鮭魚的旋轉(zhuǎn)疾病。魚開始在圈內(nèi)游動(dòng) - 這是一種由myxozoan引起的神經(jīng)系統(tǒng)問題。”
Cartwright說,確認(rèn)myxozoans是cnidarians將需要將Myxozoa重新分類到Cnidaria門。此外,這些微型水母可以擴(kuò)大對(duì)動(dòng)物構(gòu)成的理解。“他們的生物學(xué)是眾所周知的,但不是他們的進(jìn)化起源,”她說。“它們是微觀的,只有幾個(gè)細(xì)胞長10到20微米。有些人原本以為它們是單細(xì)胞生物。但是當(dāng)它們的DNA被測序時(shí),研究人員開始猜測它們是動(dòng)物 - 只是非常奇怪的。”
事實(shí)上,卡特賴特說,科學(xué)家認(rèn)為對(duì)動(dòng)物發(fā)育至關(guān)重要的特性在Myxozoa中是不存在的。“Hox基因就是一個(gè)例子,它對(duì)所有動(dòng)物的發(fā)育很重要,而且缺乏這些基因,”她說。“但是,Myxozoa絕對(duì)是一種動(dòng)物,因?yàn)樗倪M(jìn)化起源與水母共享,我們用物種的祖先來定義它們。但動(dòng)物通常被定義為宏觀的多細(xì)胞生物,而事實(shí)并非如此.Myxozoa絕對(duì)重新定義了我們所認(rèn)為的動(dòng)物。”
雖然從宏觀海洋動(dòng)物到微觀寄生蟲的戲劇性轉(zhuǎn)變似乎完全獨(dú)特,但卡特賴特認(rèn)為它可能揭示出一種可能比以前所知的更為廣泛的自然策略。“如果它能在進(jìn)化中發(fā)生一次,它肯定會(huì)再次發(fā)生,”她說。
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