研究人员揭示了海洋微生物进化的关键过程

　　

最近发表在著名杂志《自然生态与进化》上的一项研究揭示了海洋微生物进化的一些关键过程。这项研究由瑞典乌普萨拉大学(Uppsala University)领导，巴塞罗那Ciències del Mar研究所(ICM-CSIC)参与。根据这项研究，正是在过去数百万年里发生的大量栖息地转变——从海洋到陆地或反之——解释了目前巨大的多样性。

根据作者的说法，“跨越盐度屏障对生物来说并不容易，当这种情况发生时，由此产生的过渡是可以触发多样性爆炸的关键进化事件”。然而，直到现在，人们还不知道这些转变在真核生物树中有多频繁，它包括动物、植物和各种各样的真核微生物。

虽小，但用途广泛

具体来说，现在发表的研究表明，在进化过程中，微生物真核生物已经从海洋到陆地，以及到淡水栖息地进行了数百次大飞跃，反之亦然。这反过来又使我们有可能推断出每一个微生物真核生物群的祖先是在哪里发现的。

ICM-CSIC研究员、该研究的作者之一Ramon Massana解释说:“由于我们有良好的系统发育树和来自不同环境的样本，我们已经能够分析真核生物不同群体的栖息地转换，这在数百万年的真核生物进化中已经发生了数百次，这比我们想象的要多。”

为了进行详细研究，科学团队使用了最新的技术，对生活在北方湖泊、森林土壤、印度洋和马里亚纳海沟等许多其他环境中采集的样本中的微生物进行了DNA测序。具体来说，ICM-CSIC提供了在马拉斯皮纳考察期间获得的不同海洋和水体深度的海洋样品。

多亏了这一点，才有可能构建在这些环境中发现的生物的大型进化树，甚至可以观察到栖息地偏好进化的一系列模式。

“我们发现，真核生物生命树中的生物通常根据它们生活在海洋或非海洋栖息地进行分组，”乌普萨拉大学的研究人员、这项研究的主要作者马赫沃什·杰米解释说。在这方面，杰米补充说，“这一发现证实了适应不同盐度——或跨越盐障——是困难的，即使对微生物来说也是如此”。

尽管如此，这项研究证明，在整个进化过程中，微生物真核生物已经成功地在新的栖息地建立了数百次。因此，作者认为，正是这些难以捉摸的转变，使定植生物占据了空缺的生态位，从而产生了今天真核生物的巨大多样性。

更多关于第一批真核生物的线索

另一方面，从DNA序列构建的进化树也让研究人员能够放大到遥远的过去，并推断出每个微生物群的祖先的栖息地可能是什么。

该研究的另一位主要作者、乌普萨拉大学的研究人员Fabien Burki说:“很可能两个最大的真核生物类群，SARs和Obozoa，它们都比动物或植物大，出现在完全不同的栖息地。”

Burki认为，SAR谱系——包括硅藻、纤毛虫、腰鞭毛虫、放射虫等类群——可能首先出现在前寒武纪的海洋中，而Obazoa类群的祖先——已经多样化为真菌、动物、腰鞭毛虫和变形虫——可能生活在非海洋栖息地。”

这再次表明，跨越盐度屏障在真核生物进化过程中发挥了重要作用。因此，在未来的研究中，专家们将转向基因组学，找出这些关键进化事件背后的遗传机制。

文章标题

Global patterns and rates of habitat transitions across the eukaryotic tree of life