不同动物谱系中，趋同的基因组演化路径决定了其对陆地生活的适应方式

《Nature Communications》：Convergent genomic trajectories shape adaptation to life on land across animal lineages

　　

摘要

动物如何多次适应陆地生活是进化生物学中的一个核心问题。尽管不同动物门类独立地实现了向陆生环境的过渡，但目前尚不清楚这些过渡是否由共同的基因组机制所驱动。在此，我们结合大规模比较基因组学、机器学习以及多组学数据——包括17个物种在面对陆地环境压力时的蛋白质组学和转录组学数据——来探究动物适应陆地生活的基因组基础。基因共表达网络显示，与压力反应相关的基因在很大程度上具有物种特异性，但通过利用在向陆生环境过渡之前就已存在的基因家族，在功能上趋于一致。系统基因组学和机器学习分析表明，那些在早期进化过程中出现、且具有压力相关功能的基因起着关键作用，同时在向陆生环境过渡的节点上，基因丢失的数量多于新增数量。我们的研究结果支持这样一种模型：即在独立向陆地生活过渡的过程中，主要是保守基因发生了物种特异性的基因组变化，而这些基因在功能层面逐渐趋于一致。