Nature：水母基因組之謎

太平洋側腕水母的基因組中缺少很多常見基因。

　　櫛水母基因序列草圖的發表揭示了一種與眾不同的神經系統。

　　櫛水母（comb jelly）——或櫛水母門動物（ctenophore）——看起來就像微小的迪斯科球，它們利用特殊的纖毛推動自己在海洋中游動，并且用粘性觸手來捕獲更微小的獵物。圣奧古斯丁佛羅里達大學（University of Florida）的神經系統科學家Leonid Moroz說：“它們是來到地球上的外星物種。”

　　Moroz研究團隊于近日將太平洋側腕水母（Pleurobrachia bachei）的基因組在線發表于《自然》（Nature）期刊上，這幅基因組草圖的發表給櫛水母門動物增添了更多的神秘感（L. L. Moroz等人，Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature13400；2014）。它們的基因組序列中缺少了其它所有動物都擁有的基因種類，包括在正常情況下參與免疫、發育和神經功能的基因。因此，研究者們堅信，櫛水母門動物獨立進化出了一套神經系統。

　　長期以來櫛水母門動物一直都困擾著分類學家們。它們與水母之間具有相似性，這使得它們在生命之樹上占有一席之地：被當成是刺胞動物門（cnidarian，該動物門包含了水母）的旁系群。它們的神經系統能夠感知到光線和獵物，并能夠調控肌肉組織的運動，因此，很多研究者們將這類動物當成了其它動物的共同祖先的一個分支，進化位置排在了沒有神經系統的海綿動物和被稱為扁盤動物的扁平多細胞團之后。現有的數據表明櫛水母門動物缺少很多種常見基因，一些科學家們就據此認為，這類動物是現存的、與動物的共同祖先最親近的親戚。

　　Moroz研究團隊堅持認為，太平洋側腕水母的基因組以及其它櫛水母門動物的基因表達數據均能夠支持這一理論。例如，微小RNA（microRNA）在其它動物體內能夠調節基因的表達，但是在側腕水母的基因組中卻完全找不到蹤影。

　　Moroz指出，最讓人感到驚訝的是，櫛水母門動物的神經系統中缺少了普通神經系統應當具備的標準組成成分。幾乎所有已知動物的神經系統都使用了十種同樣的主要神經遞質，而太平洋側腕水母似乎則只用了其中的一種或兩種。Moroz推測，這種生物體可能通過使用一些尚未被發現的分子，來完善自身的神經系統，例如一些專門的蛋白質激素。

　　櫛水母門動物的神經系統具有以上特性，進而使Moroz研究團隊堅信它們的神經系統是獨立進化而來的：在大約五億年前，當櫛水母門動物從其它動物的共同祖先中分支開來以后，它們的神經系統就開始獨立進化了。Moroz說：“所有人都認為這種復雜的進化不可能發生兩次，但是在這種生物體上卻發生了。”

　　神經系統在不同動物分支中進化兩次的觀點，深深地吸引了德國慕尼黑大學（Ludwig Maximilian University）的進化生物學家Gert W?rheide，但是他并不認為櫛水母門動物是其它動物共同祖先最親近的親戚。

　　他指出，所有動物的共同祖先可能看起來一點也不像櫛水母，而太平洋側腕水母的神經系統可能是后來發生的一種適應性改變。“我認為，現在就斷言櫛水母門動物的進化方向，未免有點為時過早。”