水母的祖先是什么

文章说科学家最新研究发现，结构看似简单的水母身上，有着许多功能发达的高级基因，其中一些基因与人类基因相同。这些基因的发现有助于揭示6亿年前动物演化过程。这一有关水母基因结果的新科研成果，让原先低估它们的科学家意识到，水母并不是早期动物演化过程中的残遗物种。 当你在水族箱里亲眼看到水母时，你很容易会明白为什么人们会把它说成是简单又原始的动物。就像它的亲戚海葵和珊瑚虫一样，水母的结构一点儿也不复杂，它没有脑袋，也没有前胸后背，也不分左右，更没有腿和鳍。它甚至连心脏都没有，它的内脏与其说是个盲囊还不如说是条管子，它的嘴和肛门的作用差不多，它没有大脑，只有一套弥散的神经网络。一条鱼或一只虾一旦看准了一个方向就可以游的飞快，而水母的所有行为永远是慵懒的舒缓地。 在文艺复兴时期的学者们曾把水母当成植物，直到18世纪的博物学家只是勉强地把它们纳入动物界，他们把腔肠动物界定为类似植物的海生动物“zoophytes”，即介于动物和植物之间位置的生物。但是并不是直到19世纪博物学家才开始了解腔肠动物是从受精卵发育而来的，它们的身体部件是从原始的内胚层和外胚层分化生长而来的。其他的动物包括人和昆虫，都还有第三个胚层，即位于内胚层和外胚层中间的中胚层，最终分化为肌肉、心脏和腔肠动物所没有的其他器官。 最近新的研究让科学家们对水母以及它的亲戚们有了新的认识。原来结构看似简单的水母等腔肠动物在它们简单朴素的外表下隐藏着的是一系列相当复杂的基因，包括一些很多有如人类基因一样复杂的结构。英国达特茅斯的生物学家KevinJ.Peterson博士说：“最惊讶的发现就是腔肠动物在遗传上比任何人想的都要复杂，这样的资料让很多人都回过头来认识到从前他们对腔肠动物的想法都是错的。”对水母的新发现启示了科学家提出动物是如何在6亿年前进化的新理论，同时也吸引科学家可能将腔肠动物（cnidarians）作为了解人体的一个模型。 腔肠动物的非常规研究 鱼、果蝇、蚯蚓都有头尾、前后和左右。科学家把包括人类在内的有着两侧对称的动物叫做两侧对称动物(Bilaterian)；相反，腔肠动物有一个更为简单的身体设计，腔肠动物似乎缺乏这种完全对称，如水母就是从中心轴发散的车轮式对称。 进化生物学家开始认为腔肠动物是动物进化早期的遗迹。最初的动物可能就是像海绵一样的相互协作的丛生细胞团。而腔肠动物似乎代表了一个新的时期，这时候动物已经获得了简单组织和神经的特性。动物的化石记录似乎也支持这样的假说。很多早期的动物化石都与水母或其他腔肠动物类似。一些研究人员认为,两侧对称的身体构造得益于大约5.4亿年前的寒武纪的大爆炸,这些对称的动物不再像它们的祖先,它们有了头可以更好地感觉周围的环境并能控制它们游动或蠕动的身子。 根据DNA的变异是以超过百万年称为分子钟的粗放的有规则的比率来进行的。由此Peterson博士和他的同事通过研究腔肠动物的DNA对它们的生存年代有了新的估算。Peterson博士估计今天的腔肠动物的祖先大概生活在5.43亿年以前。因此这个结论表明，被称为腔肠动物的最古老化石仅有5.4亿年的历史。换句话说腔肠动物并没有出现在两侧对称动物诞生的上千万年间。 科学家对两侧对称动物的研究开始于上世纪八十年代，学者们揭开组成两侧对称动物的身体的一系列基因的奥秘。某些基因是负责建立身体从头至尾中轴线的，某些基因则是为区别前后正反面而起作用的。人类和昆虫可能看上去大相径庭，但它们和我们分享着几乎一模一样版本的遗传工具箱，即基因组。研究发现这种基因都是由我们共同的祖先两侧对称动物进化而来的。 美国夏威夷大学的MarkE.Martindale博士和他的同事决定研究组建水母和其他腔肠动物的基因。Martindale博士的小组选择了一种在新西兰海岸发现的叫星海葵的品种进行研究，研究内容包括如何培育海葵和调查其基因组成。这项研究花费了很长时间才产生了结果。他们发现星海葵不仅能在实验室条件下存活而且能在人工环境中繁殖出足够的供研究用的胚胎。 非常出乎人们的意料，科学家发现某些控制启动胚胎的基因几乎和包括人在内的两侧对称动物决定头尾纵轴的基因几乎是一模一样的，更令人叫绝的是，这些也是负责打开两侧对称动物相同的头尾模式的基因。进一步的研究显示，腔肠动物还使用着两侧对称动物基因库中其他基因，即负责两侧对称动物胚胎前后正反的相同基因，比如，海葵的胚胎也可以由这样的基因产生相对的面。 与Martindale博士合作的波士顿大学生物学家John�6�1R�6�1Finnerty博士说，在分子水平上，我们还没有了解腔肠动物的很多身体区域。Finnerty博士希望腔肠动物的神经系统最终将被证明是特别复杂的。他说现在的教科书都简单地把腔肠动物的神经系统都描述一个神经网络。他预测研究将证明这些貌似简单的神经网络其实也可以分成像人的大脑一样的专门区域。 这些发现促使Peterson博士重新考虑腔肠动物在生物进化历史上的位置。他说这些发现令他改变了关于早期动物进化的想法。他如今提出了一种新的理论，腔肠动物并不是寒武纪大爆炸的简单先驱者，它们只是其中的非常部分，它们的进化是由动物的食物网络兴起而驱动的。 Peterson博士和他的同事在《古生物学》杂志上发表的一篇论文中指出，两侧对称动物和腔肠动物的共同祖先是一种蠕虫。Peterson估计，生活在距今6亿年前的这种远古蠕虫的出现是动物进化史上的一大进步，因为这时动物从被动地过滤细小的食物，变成了可以主动吞食更大的猎物。Peterson博士说：“一旦它们开始自己采食那些微生物的群落，就没有什么可以阻止它们了。” 这些动物中的一些最终开始采食另外一种动物。那种可以自我防御的动物更可能存活下来。避免被吃掉的方式一种就是让自己的身体更强大，另一种方式就是把卵产在有水中的柱形物内，而不是产在平坦的海底任凭它们被其他动物吃掉。 早期的腔肠动物是将它们自己固定在海底向上生长的，就像今天的海葵和珊瑚虫一样。在进化过程中，它们抛弃了祖先两侧对称的身体构造。与此同时腔肠动物也进化出它们与众不同的装备：有一种细胞上可包含一种叫刺丝囊的微小锋利的螯刺，可分泌毒素麻痹猎物及攻击敌人。 Peterson博士说，一种新型的动物移居到水中柱形物内部的更高处，而一些腔肠动物与此同时也进化成捕食它们的猎手。水母正是这种进化终极形式的产品。 这种对腔肠动物的新认识促使我们开始更好地主动理解这些动物。预计联合基因组协会的能源部可以于今年完成星海葵的基因组排序。所以科学家在腔肠动物基因组中发现了原本被认为只属于脊椎动物的基因。现在已经证实，实际上这些基因并不起源于早期的脊椎动物。它们更为古老，是6亿年前从腔肠动物和两侧对称动物的共同祖先进化而来的。随后它们消失于如昆虫和线虫这样长期广泛被科学家用于遗传研究的焦点的两侧对称动物的分支中。 一些科学家指出，在某种程度上，腔肠动物是比果蝇更适合做人类生物学研究的模型，随着它神秘的内在构造一步步地被揭开，有可能我们在水族馆中观看水母就更好象我们在观看人类的一面镜子一样。