圖為：蝴蝶形態(tài)種。（中科院水生所供圖）

　　湖北日?qǐng)?bào)訊（記者文俊、通訊員孫慧）外觀幾乎完全相似的10只蝴蝶，經(jīng)過遺傳分析，它們居然是10個(gè)不同種類，相互之間可能無法“通婚”交配。這些形態(tài)難以區(qū)分但遺傳上存在顯著分化的物種被稱為“形態(tài)種”。近年，隨著基因技術(shù)發(fā)展，非洲象、娃娃魚、花臭蛙等越來越多的形態(tài)種被發(fā)現(xiàn)。這一神奇的現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？6月19日，記者從中國科學(xué)院水生生物研究所獲悉，該所繆煒研究員團(tuán)隊(duì)揭開了原生動(dòng)物形態(tài)種演化的奧秘，找到了這些生物“表里不一”的答案。

　　東湖湖水中，有一種被稱為四膜蟲的生物，它體長約50微米，有著一副微胖界的梨形身材。世界上的生物有成千上萬種，但在生物學(xué)研究中，科學(xué)家們常常選擇一些特定的“模式物種”來集中精力研究，希望通過研究這些物種增進(jìn)我們對(duì)生命普遍規(guī)律的了解。四膜蟲就是一種優(yōu)秀的模式生物，這一廣泛分布于全球淡水水域中的單細(xì)胞真核生物雖然微小，但胃口好、能吃，最快2至3小時(shí)就能繁殖一代，極其好養(yǎng)。

　　繆煒研究員介紹，四膜蟲形態(tài)種是原生動(dòng)物纖毛蟲中最早發(fā)現(xiàn)的形態(tài)種，通過對(duì)形態(tài)高度相似的10種四膜蟲的比較基因組分析，發(fā)現(xiàn)這些形態(tài)種身體內(nèi)，有一種非?；钴S的跳躍基因。利用四膜蟲獨(dú)特的大、小核雙核系統(tǒng)來追蹤形態(tài)種的基因組演化，發(fā)現(xiàn)四膜蟲以小核染色體近著絲粒和亞端粒區(qū)域?yàn)榛蚪M的創(chuàng)新中心，跳躍基因跳到的創(chuàng)新中心的位置不同，會(huì)導(dǎo)致基因差距，創(chuàng)造出獨(dú)特的、年輕的大核新基因。10種外觀高度相似的四膜蟲，基因組差距最高可達(dá)38%，而人類與黑猩猩之間的基因組差距卻只有1.2%。

　　副研究員熊杰介紹，實(shí)驗(yàn)表明，這大核新基因的功能可能與四膜蟲攝食不同的細(xì)菌有關(guān)，進(jìn)而適應(yīng)不同的微生態(tài)環(huán)境，而與其形態(tài)無關(guān)，從而解釋了10種四膜蟲形態(tài)高度相似卻具有很高的遺傳多樣性的原因。該研究不僅揭示了四膜蟲形態(tài)種的演化機(jī)制，而且為其它真核生物類群的形態(tài)種演化研究提供了重要啟示。對(duì)理解生物多樣性具有重要意義，也提示這些形態(tài)一樣、但遺傳高度分化的不同物種中，有豐富的遺傳資源等待發(fā)掘。

　　熊杰副研究員為該論文第一作者，繆煒研究員為論文通訊作者，水生所為第一完成單位。該研究得到了國家自然科學(xué)基金杰出青年基金、面上項(xiàng)目以及中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)人才項(xiàng)目的資助。相關(guān)成果在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《PLOS　BIOLOGY》，同時(shí)，該研究所產(chǎn)生的重要組學(xué)數(shù)據(jù)資源已整合形成四膜蟲比較基因組數(shù)據(jù)庫，并對(duì)國內(nèi)外公布和服務(wù)。

    （刊于湖北日?qǐng)?bào)2019年6月20日第12版，網(wǎng)址鏈接：http://hbrb.cnhubei.com/html/hbrb/20190620/hbrb3349479.html）