圖為：蝴蝶形態(tài)種。（中科院水生所供圖）

　　湖北日報訊（記者文俊、通訊員孫慧）外觀(guān)幾乎完全相似的10只蝴蝶，經(jīng)過(guò)遺傳分析，它們居然是10個(gè)不同種類(lèi)，相互之間可能無(wú)法“通婚”交配。這些形態(tài)難以區分但遺傳上存在顯著(zhù)分化的物種被稱(chēng)為“形態(tài)種”。近年，隨著(zhù)基因技術(shù)發(fā)展，非洲象、娃娃魚(yú)、花臭蛙等越來(lái)越多的形態(tài)種被發(fā)現。這一神奇的現象是如何產(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，該所繆煒研究員團隊揭開(kāi)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(chēng)為四膜蟲(chóng)的生物，它體長(cháng)約50微米，有著(zhù)一副微胖界的梨形身材。世界上的生物有成千上萬(wàn)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(lái)集中精力研究，希望通過(guò)研究這些物種增進(jìn)我們對生命普遍規律的了解。四膜蟲(chóng)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。

　　繆煒研究員介紹，四膜蟲(chóng)形態(tài)種是原生動(dòng)物纖毛蟲(chóng)中最早發(fā)現的形態(tài)種，通過(guò)對形態(tài)高度相似的10種四膜蟲(chóng)的比較基因組分析，發(fā)現這些形態(tài)種身體內，有一種非?；钴S的跳躍基因。利用四膜蟲(chóng)獨特的大、小核雙核系統來(lái)追蹤形態(tài)種的基因組演化，發(fā)現四膜蟲(chóng)以小核染色體近著(zhù)絲粒和亞端粒區域為基因組的創(chuàng )新中心，跳躍基因跳到的創(chuàng )新中心的位置不同，會(huì )導致基因差距，創(chuàng )造出獨特的、年輕的大核新基因。10種外觀(guān)高度相似的四膜蟲(chóng)，基因組差距最高可達38%，而人類(lèi)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)驗表明，這大核新基因的功能可能與四膜蟲(chóng)攝食不同的細菌有關(guān)，進(jìn)而適應不同的微生態(tài)環(huán)境，而與其形態(tài)無(wú)關(guān)，從而解釋了10種四膜蟲(chóng)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(chóng)形態(tài)種的演化機制，而且為其它真核生物類(lèi)群的形態(tài)種演化研究提供了重要啟示。對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、面上項目以及中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )人才項目的資助。相關(guān)成果在線(xiàn)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)數據資源已整合形成四膜蟲(chóng)比較基因組數據庫，并對國內外公布和服務(wù)。

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