水母的祖先是什么？

文章说，科学家最新研究发现，看似结构简单的水母，却拥有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6亿年前动物的进化。这一关于水母遗传结果的新科研成果，让曾经低估他们的科学家们认识到，水母并不是早期动物进化中的残遗物种。当你亲眼看到水族馆里的水母时，你就很容易理解为什么人们会把它描述成一种简单而原始的动物。像它的亲戚海葵和珊瑚一样，水母一点也不复杂。它没有头，没有胸和背，没有左或右，也没有腿和鳍。它甚至没有心脏。它的内脏更像一根管子，而不是盲囊。它的嘴和肛门有相似的功能。它没有大脑，只有一套弥散的神经网络。一条鱼或者一只虾，一旦看到某个方向，就能游得很快，但是水母的所有行为，永远都是懒惰的，缓慢的。文艺复兴时期的学者曾将水母视为植物。直到18世纪，博物学家才勉强把它们带入动物界。他们将腔肠动物定义为类似植物的海洋动物“动物植物”，即介于动物和植物之间的生物。然而，直到19世纪，博物学家才开始了解到，腔肠动物是由受精卵发育而来的，它们的身体部位是由原始的内胚层和外胚层分化而来的。其他动物，包括人类和昆虫，都有第三胚层，即内胚层和外胚层之间的中胚层，最终分化成肌肉、心脏和其他腔肠动物没有的器官。最近的新研究让科学家对水母和它们的亲戚有了新的认识。水母等原结构看似简单的腔肠动物，在它们简单朴素的外表下，隐藏着一系列相当复杂的基因，包括一些和人类基因一样复杂的结构。英国达特茅斯的生物学家凯文·j·彼得森(Kevin J. Peterson)博士说:“最令人惊讶的发现是，腔肠动物的基因比任何人想象的都要复杂。这样的信息让很多人回过头来意识到，他们过去对腔肠动物的看法是错误的。”水母的新发现启发了科学家们提出了一个关于6亿年前动物如何进化的新理论，同时也吸引了科学家们将刺胞动物作为了解人体的模型。对腔肠动物的非常规研究鱼、果蝇和蚯蚓都有头和尾、前和后、左和右。科学家称包括人类在内的双侧对称动物为双侧对称动物。相反，腔肠动物的身体设计更简单，腔肠动物似乎缺乏这种完全的对称性。比如水母是从中轴线发散出来的轮状对称。进化生物学家开始认为腔肠动物是早期动物进化的遗迹。最初的动物可能是像海绵一样的细胞团。腔肠动物似乎代表了一个新的时期，此时动物已经获得了简单组织和神经的特征。动物的化石记录似乎支持这一假设。许多早期动物化石与水母或其他腔肠动物相似。有研究人员认为，两侧对称的身体结构得益于约5.4亿年前的寒武纪大爆炸。这些对称的动物不再像它们的祖先。它们的头部可以更好地感受周围的环境，并控制它们游泳或爬行的身体。根据DNA，这种变异以一种被称为分子钟的广泛而有规律的速度进行了一百多万年。因此，彼得森博士和他的同事们通过研究腔肠动物的DNA，对它们的存活年龄做出了新的估计。彼得森博士估计，今天的腔肠动物的祖先生活在大约5.43亿年前。因此，这一结论表明，被称为腔肠动物的最古老化石只有5.4亿年的历史。换句话说，在两侧对称动物诞生的几千万年里，腔肠动物并没有出现。科学家在20世纪80年代开始研究两侧对称的动物，学者们揭开了组成两侧对称动物身体的一系列基因的奥秘。有些基因负责建立身体自始至终的中轴线，有些基因则负责区分前后。人类和昆虫可能看起来非常不同，但他们共享一个几乎相同版本的遗传工具箱，即基因组。研究发现，这种基因是由我们共同祖先两侧对称的动物进化而来的。夏威夷大学的马克·马丁代尔博士和他的同事决定研究水母和其他腔肠动物的基因。马丁代尔博士的团队选择了在新西兰海岸发现的一种名为星形海葵的物种进行研究，包括如何培养海葵和调查它们的基因组成。这项研究花了很长时间才有结果。他们发现海葵不仅能在实验室条件下存活，还能产生足够的胚胎用于人工环境的研究。令人惊讶的是，科学家们发现，在包括人类在内的双侧对称动物中，一些控制胚胎启动的基因与决定头尾纵轴的基因几乎相同。更神奇的是，这些基因还负责在双侧对称的动物身上开启同样的头尾模式。进一步的研究表明，腔肠动物还使用两侧对称动物基因库中的其他基因，即负责两侧对称动物胚胎前后的相同基因。例如，海葵胚胎也可以从这种基因中产生相反的面孔。约翰，波士顿大学与马丁代尔博士一起工作的生物学家？6?1R？6?1 Finnerty博士表示，在分子水平上，我们仍然不了解腔肠动物的许多身体区域。Finnerty博士希望最终证明腔肠动物的神经系统特别复杂。他说，目前的教科书简单地将腔肠动物的神经系统描述为一个神经网络。他预测，研究将证明这些看似简单的神经网络实际上可以像人脑一样分成专门的区域。这些发现促使彼得森博士重新考虑腔肠动物在生物进化史中的地位。他说，这些发现让他改变了对早期动物进化的看法。他现在提出了一个新的理论，认为腔肠动物不是寒武纪大爆炸的简单先驱，而只是其中的一个非凡部分，它们的进化是由动物食物网络的兴起推动的。在发表于《古生物学》的一篇论文中，彼得森博士和他的同事指出，双侧对称动物和腔肠动物的同一祖先是蠕虫。彼得森估计，这种生活在6亿年前的古老蠕虫的出现是动物进化史上的一大进步，因为动物已经从被动过滤微小的食物变成了主动吞咽更大的猎物。彼得森博士说:“一旦它们自己开始以那些微生物群落为食，就没有什么能阻止它们了。”其中一些动物最终开始吃另一种动物。能够自卫的动物更有可能生存下来。避免被吃掉的一个方法是让自己的身体变得更强壮，另一个方法是用水把卵产成柱状，而不是把卵产在平坦的海底，让其他动物吃掉。早期的腔肠动物将自己固定在海底，向上生长，就像今天的海葵和珊瑚一样。在进化过程中，他们抛弃了祖先的对称身体结构。与此同时，腔肠动物也进化出了它们独特的装备:一种细胞可以包含被称为刺丝囊的微小尖锐刺，可以分泌毒素麻痹猎物和攻击敌人。彼得森博士说，一种新的动物在水柱内部移动得更高，一些腔肠动物也进化成了同时捕食它们的猎人。水母是这种终极进化形式的产物。对腔肠动物的新认识促使我们开始更好地了解这些动物。预计联合基因组协会能源部将于今年完成海葵的基因组测序。因此，科学家们在腔肠动物基因组中发现了最初被认为只属于脊椎动物的基因。现已证明，这些基因实际上并非起源于早期脊椎动物。它们甚至更古老，是从6亿年前腔肠动物和两侧对称动物的相同祖先进化而来的。随后，它们消失在两侧对称动物的分支中，如昆虫和线虫，这些动物长期以来被科学家广泛用作遗传研究的重点。有科学家指出，腔肠动物在某种程度上比果蝇更适合作为人类生物学研究的模型。随着其神秘的内部结构被一步步揭开，有可能在水族馆里看水母更像是在看一面人体镜子。