从脆弱的恒星中生长出一种“生命之树”:基因如何追踪地球上的生命

作者:阙浞

<p>一个完整的生命之树 - 显示生物如何以及何时相互关联 - 长期以来一直被生物学家所希望,但被化石记录的变幻莫测所掩盖</p><p>现在,下一代基因测序,能够对数亿个部分进行测序DNA,不仅改变了人类医学和农业,也改变了我们对地球同事生命起源和分布的理解,我利用这些技术回顾寒武纪时期(542-488百万年前),揭示人际关系在棘皮动物的主要类别之间 - 一群海洋动物,包括海星,海胆,脆弱的恒星,海参和羽毛星 - 我们[发表](http:// wwwcellcom / current-biology / abstract / S0960- 9822(14%2900776-3)上个月在“当代生物学”杂志中进行了一些关注,研究人员可以制作出高质量的遗传数据集,利用它们建立一个明确的关系树,看看生活如何过去对气候变化的反应我们也可以更好地绘制生物多样性图谱,识别包含有趣或独特遗传遗产的区域或物种我们的重点是脆弱的恒星虽然许多人可能不熟悉脆性恒星(技术上称为ophiuroids)它们在海底很丰富,从沿海珊瑚礁和泥滩到最深的战壕它们从赤道到极地地区被发现,以浮游生物或偶尔的小生物为食,不幸地用它们伸出的臂伸展但对我们来说,它们的最佳属性他们在世界博物馆收藏中的丰富经验他们经常被科学调查所采样,被物种鉴定并保存在博物馆中</p><p>这有两个好处:清洁的物种数据集,具有良好排列的DNA序列,很难生产</p><p>污染物,基因重复,异常的病毒DNA称为反转录转座子和许多其他复杂的问题但是努力整理我们的数据是值得的结果:一块坚如磐石的生命树,展示了现代脆弱恒星的起源和多样性到目前为止,我们发现现代脆弱的恒星可以追溯到大二叠纪之前 - 三叠纪灭绝事件(2.52亿年前)消灭了95%的海洋生物大多数古生物的脆弱恒星消失了,只有少数谱系幸存下来这并不是一个巨大的惊喜,因为这种情况在许多生物群体中很常见但随后脆弱恒星的演化是完全不可预测的事实证明,我们用来对脆弱恒星进行分类的许多方便的外部特征已经独立演变了很多次,并且对整体关系来说是一个相当糟糕的指南</p><p>这意味着我们需要撕毁我们的大部分现有的分类并重新开始这将使下一代新兴分类学家的生活变得艰难,试图找到如何识别脆弱的星星Bu在故事中有一线希望我们确实发现一些微小的骨架角色的不同形式与我们的树一致这些微小的角色在化石脆弱的星星中保存完好脆弱的星星很少保存完整,但碎片在化石中很常见沉积物直到最近它们还被放在一边,因为没有人知道如何处理它们化石系列的博物馆可以有许多小脆弱的星形骨头因为现在许多这些微化石可以被精确地解释,所以存在一个全新的数据集研究化石海洋组合的生态学和演化我们的最终目标是绘制全球脆弱恒星的分布图并生成详细的生命树(或系统发育),可以研究海洋演化和生物地理学的许多重大问题:但是这个系统发育研究还有一个实际的因素</p><p>如果保护的目标之一是保护基因这是地球上生命的遗产,那么优先保护与其他物种远距离相关的最不同的谱系,物种或物种群并具有不寻常的基因变异可能是一个好主意我们可以将景观的进化清晰度映射到景观中寻找遗传多样性的热点,相当于热带雨林的海洋 通过DNA分析来衡量进化的独特性可能是评估生物群落保护价值的一种快速方法</p><p>目前,人们对从深海生境中开采稀有矿物有很大的兴趣</p><p>第一个矿井正在开发中,大量海底区域出租给采矿公司目前,将一个地区的动物区域与另一个地区的动物区系进行比较通常是一项困难和主观的任务,特别是对于深海,我们对生物学的了解很少</p><p>许多物种深海动物的外观略有不同可能表明一个新物种或只是对不同环境条件的生长反应量化一个群落与物种DNA的进化清晰度提供了更精确的方法也许在未来我们甚至不需要直接对动物进行取样所有生物都会通过脱落组织,捕食者的粪便,最终,当它们死亡时,在环境中留下DNA的痕迹新兴的宏基因组学领域正探索通过这种方式检测生物体的潜力</p><p>环境DNA“总而言之,....

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