第一个水母基因组揭示了复杂的身体计划的古老开端

水母经历了惊人的变态，从在海底生长的小息肉到带有刺痛触手的游泳medusae。这种变形对他们起到了很好的作用，在地球上进行了超过5亿年的大规模物种灭绝。加州大学戴维斯分校文学与科学学院的古生物学助理教授大卫·戈尔德说：“无论他们做了什么都对他们有用。”

第一次深入研究水母的基因组 - 月亮果冻Aurelia aurita--揭示了这种成功的生存策略的起源。Aurelia基因组于12月3日在线发表在“ 自然生态学与进化 ”杂志上，表明早期的水母可以回收现有的基因，从息肉变为美杜莎。结果表明，动物可以很容易地进入新的生态位和形态。

“这些研究结果进一步证明了进化不一定使遗传密码更复杂，”基因组研究的首席研究员Gold说。“水母可以利用在较简单动物中发现的许多相同基因，建立一个庞大而复杂的生活史。”该研究小组是由金，谁执行许多工作作为技术加州理工学院的博士后研究员，同样由胜木武夫，在中科院Kavli大脑和心灵在加州大学圣地亚哥分校的项目科学家领导。

基因组：多用途工具

水母来自动物家族树上最古老的树枝之一，即刺胞动物门，其中包括珊瑚和海葵。水母可能是公海上第一个肌肉动力的游泳运动员。它们出现在前寒武纪时代，这是一个在寒武纪动物生命爆发之前发生的重大地质和生态变化时期。

在它们进化的某个阶段，水母获得了从固定息肉过渡到游泳美杜莎的能力。这种转变涉及水母神经系统，肌肉和武器的重大变化，也就是被称为刺胞动物的刺痛细胞。研究人员发现，要实现这一目标，水母生命阶段通常会与现有的发育基因网络和息肉中存在的细胞类型相互配合。此外，研究报告称，Aurelia似乎利用果蝇和人类等动物中发现的许多相同基因来模拟其不同的生命阶段。(所有这些动物都有一个共同的祖先，虽然是一个古老的祖先。)

关于科学家在水母基因组中发现的内容，还有第二个更有争议的解释。也许月亮水母基因组和“更高”动物之间的相似性表明，刺胞动物最初有一个水母生命阶段，珊瑚和海葵等动物失去了。

“我们的结果无法区分这两种情况，”Gold说。如果第二个假设证明是正确的，“游泳，食肉动物可能比我们想象的更老。” 除了进化问题，Aurelia 基因组Gold说，这将在许多其他生物学领域证明是有价值的。Aurelia是研究神经系统发育和功能的重要模型，可以提供动物伤口愈合和再生的见解。月亮果冻也是环境和经济上破坏性水母大量繁殖的罪魁祸首，这种情况正变得越来越普遍。例如，巨大的月球果冻群堵塞了进水管道，迫使佛罗里达州和瑞典的核电站关闭。对Aurelia遗传学的更好理解可以为控制花朵提供新的思路。

“在许多方面，前寒武纪晚期的古海洋与现代海洋在不久的将来看起来非常相似，”Gold说“意味着研究过去水母如何进化可以告诉我们它们对未来的潜在影响” “。