沙蠶蠕蟲(chóng) ? 圖片來(lái)源：Song et al. / BMC Evolutionary Biology

多虧海洋蠕蟲(chóng)沙蠶蠕蟲(chóng)——這種動(dòng)物的基因進(jìn)化非常緩慢，法國(guó)科學(xué)研究中心科學(xué)家、巴黎大學(xué)和巴黎索邦大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)，雖然血紅蛋白在幾個(gè)物種中獨(dú)立出現(xiàn)，但它實(shí)際上是一個(gè)基因的后代，由它們的最后一個(gè)共同祖先傳播給所有物種。相關(guān)論文12月29日刊登于《BMC進(jìn)化生物學(xué)》。

紅色血液并不是人類(lèi)或哺乳動(dòng)物獨(dú)有的。這種顏色來(lái)自血紅蛋白，這是一種復(fù)雜的蛋白質(zhì)，專(zhuān)門(mén)用于運(yùn)輸氧氣，這種蛋白質(zhì)不僅存在于脊椎動(dòng)物中，也存在于環(huán)節(jié)動(dòng)物、軟體動(dòng)物和甲殼動(dòng)物。人們認(rèn)為，血紅蛋白之所以出現(xiàn)在如此多樣的物種中，一定是在進(jìn)化過(guò)程中“發(fā)明”了好幾次。但最近的研究表明，所有這些“獨(dú)立”出生的血紅蛋白實(shí)際上都來(lái)自一個(gè)單一的祖先基因。

研究人員分析了沙蠶蠕蟲(chóng)，它被認(rèn)為是一種進(jìn)化緩慢的動(dòng)物，因?yàn)槠溥z傳特征接近于大多數(shù)動(dòng)物的海洋祖先Urbilateria。研究人員表示，通過(guò)將它們與其他具有紅色血液的物種進(jìn)行比較來(lái)研究這些蠕蟲(chóng)，有助于追溯血紅蛋白的起源。

這項(xiàng)研究集中于血紅蛋白所屬的一個(gè)廣泛的家族：珠蛋白，一種存在于幾乎所有生物中的蛋白質(zhì)，它能“儲(chǔ)存”氧氣和一氧化氮等氣體。但珠蛋白通常在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，因?yàn)樗鼈儾幌裱t蛋白那樣在血液中循環(huán)。

這項(xiàng)研究表明，在所有紅色血液的物種中，正是同一種基因產(chǎn)生了一種叫做“細(xì)胞紅蛋白”的珠蛋白，而這種珠蛋白獨(dú)立地進(jìn)化成了一種編碼血紅蛋白的基因。這種新的循環(huán)分子使氧氣在它們的祖先體內(nèi)運(yùn)輸更有效，它們的祖先才變得更大更活躍。



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