首个水母基因组揭示复杂身体规划的远古开端

水母经历了惊人的蜕变，从生长在海底的小珊瑚虫，到用带刺的触须游动。这种变形对他们有利。它们引导水母经历了地球上超过5亿年的物种大灭绝。

“无论他们做什么，对他们来说都是有用的，”加州大学文学与科学学院古生物学助理教授大卫戈尔说。

对水母基因组的首次深入研究——Aurelia Aurita，月亮水母——揭示了这种成功生存策略的起源。Aurelia基因组于12月3日在线发表在《自然生态与进化》杂志上，表明早期水母可以回收已有的基因，从水螅变成水母。结果表明，动物很容易进入新的生态位，形成新的生态位。

“这些结果进一步证明，进化不一定会使遗传密码变得更复杂，”基因组研究的首席研究员戈尔德说。“水母可以使用许多在简单动物中发现的相同基因来构建一个庞大而复杂的生活史。”

研究团队由Gold领导，他是加州理工学院的博士后研究员，也是加州大学圣地亚哥分校kav Li Brain and Brain Research Institute的项目科学家Takeo Katsuki。

基因组：一个多用途的工具

水母来自动物家族树中最古老的分支之一，即棘螈门，包括珊瑚和海葵。水母可能是公海上第一个肌肉驱动的游泳者。它们出现在前寒武纪时代，前寒武纪是寒武纪动物生命爆发前的一个地质生态巨变时期。

在它们进化的某个阶段，水母获得了从固定珊瑚虫转变为游动的水母的能力。这种转变涉及水母的神经系统、肌肉和武器的重大变化，即被称为棘皮动物的刺细胞。研究人员发现，为了实现这一目标，水母的生命阶段通常会与珊瑚虫中存在的现有发育基因网络和细胞类型进行合作。此外，研究报告称，Aurelia似乎使用了许多在苍蝇和人类等动物中发现的相同基因来模拟它们不同的生命阶段。所有这些动物都有一个共同的祖先，尽管它是一个古老的祖先。)

关于科学家在水母基因组中的发现，还有第二种更有争议的解释。或许月水母与“高等”动物基因组的相似性，说明棘皮动物原本就有水母的生命阶段，珊瑚、海葵等动物都失传了。

“我们的结果不能区分这两种情况，”戈尔德说。如果第二个假设被证明是正确的，“游泳，掠食者可能比我们想象的要老。”Gold说，除了进化问题，Aurelia基因组还将在许多其他生物领域被证明是有价值的。Aurelia是研究神经系统发育和功能的重要模型，可以为动物伤口愈合和再生提供见解。月亮水母也是环境和经济破坏性水母大量繁殖的罪魁祸首，而且越来越普遍。例如，一群月亮水母堵塞了进水管路，迫使佛罗里达州和瑞典的核电站关闭。更好地了解Aurelia遗传学可以为花卉控制提供新的思路。

“在许多方面，前寒武纪晚期的古海洋看起来与不久的将来的现代海洋非常相似，”Gold说。“这意味着研究水母在过去是如何进化的，可以告诉我们它们对未来的潜在影响”。

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