科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海綿與微生物共生

海綿是非常原始和古老的生物，是珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分。它們長(zhǎng)期以來與微生物密切共生，現(xiàn)在科學(xué)家們使用“基因組時(shí)間機(jī)器”重建了海綿的進(jìn)化過程。

海綿有自己特殊的微生物組

從表面上看，海綿是無形的、靜止的，但從生物學(xué)和生物化學(xué)的角度來看，它們是非常奇特的。此外，海綿在過去的生物圈中發(fā)揮了巨大的作用，參與了第一個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的形成，現(xiàn)在它們?nèi)匀皇巧汉鹘傅闹匾M成部分，與腸息肉一起。

海綿生活在水體（主要是海洋）的底部，作為所謂的底棲生物的一部分或附著在水下物體上——在這種情況下，它們被稱為污物（附生生物）。他們沒有嘴，沒有腸子，沒有感覺器官，更不用說任何行為了——但他們不知疲倦地通過自己抽水并從中提取有機(jī)懸浮液。這是海綿的食物。此外，它們高度依賴居住在它們體內(nèi)的微觀共生體（包括細(xì)菌和其他單細(xì)胞生命形式）。正是這種古老的同居是《自然生態(tài)與進(jìn)化》雜志上一篇新文章的重點(diǎn)。

美國新罕布什爾大學(xué)的薩布麗娜·潘基說： “這項(xiàng)研究使了解其中一個(gè)生物群在 7 億多年前如何獲得微生物組成為可能?！?她強(qiáng)調(diào)了在氣候變化背景下珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中海綿的比例不斷增加，以及它們?cè)谒畠艋宛B(yǎng)分吸收中的作用。

生活在加勒比海的近 100 種海綿已成為一項(xiàng)新研究的對(duì)象?？茖W(xué)家們?yōu)槊總€(gè)單獨(dú)海綿中的獨(dú)特微生物組創(chuàng)建了一個(gè)模型。事實(shí)證明，它們應(yīng)該分為兩個(gè)明顯不同的組。最初的微生物主要參與海綿的營養(yǎng)。同時(shí)，需要第二組微生物組來保護(hù)海綿（以及它的共生體）不被動(dòng)物吃掉。正如作者所指出的，這些群落非常復(fù)雜，表明海綿微生物組獨(dú)立發(fā)展并多次出現(xiàn)。

新出版物的意義不僅限于海綿等不尋常的生物。它提出了一種基于基因組測(cè)序、DNA 條形碼和特殊機(jī)器學(xué)習(xí)算法的新方法。由于新的方法學(xué)方法可以重建基因組的進(jìn)化歷史，研究人員將其稱為“基因組時(shí)間機(jī)器”。

“如果我們能夠重現(xiàn)如此復(fù)雜的微生物群落的進(jìn)化歷史，同時(shí)我們將了解很多關(guān)于地球歷史的信息，”共同作者之一大衛(wèi)普拉切茨基 (David Plachetzki) 說?！跋裎覀冞@樣的科學(xué)研究正在幫助更好地了解地球上海洋的化學(xué)成分在珊瑚礁存在之前很久?！?Plachecki 和他的同事們?cè)O(shè)法發(fā)現(xiàn)，海洋珊瑚礁的出現(xiàn)恰逢地球上生物地球化學(xué)條件的突然變化。

Plachecki 教授還建議，他們的技術(shù)將有助于找出地球歷史上最大規(guī)模滅絕的原因，這種滅絕發(fā)生在二疊紀(jì)末期，導(dǎo)致 95% 的海洋居民死亡。