海蜘蛛驚人發現:基因缺失竟導致「腹部消失」!解開演化之謎
生物
07-13
科學界首次以高解析度完成海蜘蛛全基因體定序,揭開這種奇特海洋生物「腹部消失」與關鍵基因缺失的驚人關聯。研究顯示,海蜘蛛不僅沒有真正的腹部,甚至將部分器官藏在腿裡,這種獨特身體構造可能與某個重要發育基因的缺失有關。
海蜘蛛(學名:Pycnogonida)堪稱海洋中最奇特的生物之一。雖名為「蜘蛛」,但牠們並非真正的蜘蛛,而是與蜘蛛、蠍子同屬螯肢動物門。這些海洋節肢動物擁有極度狹短的軀幹,幾乎看不見腹部,部分內臟器官甚至延伸到細長的腿中。
維也納大學研究團隊採用最新定序技術,先以長讀長定序法提取單一個體的DNA,再透過核基因組分析確定DNA片段的正確排序。最終成功組裝出57條偽染色體,幾乎涵蓋海蜘蛛完整基因體。這項突破性成果將成為後續研究的重要基礎。
研究特別聚焦於「Hox基因群」——這組在動物界高度保守的發育調控基因。令人驚訝的是,海蜘蛛基因體中完全缺失了通常負責身體後段發育的abdominal-A(Abd-A)基因。這可能解釋了為何牠們的腹部極度退化,類似現象也出現在其他後段退化的節肢動物身上。
基因體分析還揭示了更廣泛的演化模式。與蜘蛛、蠍子不同,海蜘蛛基因體中未發現古代全基因體複製的痕跡。由於海蜘蛛被認為是所有螯肢動物的姐妹群,這暗示螯肢動物祖先的基因體原本並未經歷這些複製事件。
「從演化發育的角度看,海蜘蛛非常有趣,」研究資深作者Georg Brenneis解釋,「牠們的發育模式可能是節肢動物的祖先狀態,同時又演化出獨特的身體構造。」此外,海蜘蛛還具有驚人的再生能力,未來研究將能從分子層面系統性探討這些特性。
這項開創性研究已發表於《BMC生物學》期刊,為理解螯肢動物身體構造的演化提供了全新視角。