用比较基因组数据进行动物分类学

在由LMU地球与环境科学及地球生物中心的Gert Worheide教授领导的研究小组中，他们发现从香港近海水域采集的胎盘动物标本在基因组成上明显不同，事实上，两者之间的差异是如此惊人，以至于不仅代表了一个新物种，而且被分配到一个新的属中——即使这两个属在形态学上是不可区分的。仅仅根据比较基因组数据来定义一个新的物种和属，是对动物进行系统分类的一种新的突破。这一发现发表在《公共科学图书馆·生物学》杂志上。

胎盘动物是已知最简单的多细胞动物之一，缺乏肌肉和神经细胞。它们只有几毫米长，它们的细胞被分成两层。它们在世界各地的热带和亚热带水域被发现。但是，无论起源在哪里，所有的胎盘动物都有相同的大体形态和相同的基本细胞结构。由于对动物物种的定义和分化的传统方法依赖于整体体型和详细形态的差异，到目前为止所收集到的所有胎盘动物标本都归属于T. adhaerens物种，1883年首次被描述。然而，基于短的DNA签名序列的遗传数据已经表明，胎盘动物具有大量的遗传多样性。而这反过来又表明这个门实际上包含了许多不同的物种，”Worheide说。

出于这个原因，他和他的同事决定对从香港采集的标本中提取的胎盘动物的基因组进行排序。他们的签名序列表明，这条线与T. adhaerens的远亲关系不大，后者的基因组发表于2008年。“在比较基因组分析的基础上，我们开发了一种新的方法来描述一个完全基于基因组数据的新物种，”新研究的第一作者Michael Eitel说。研究人员将这种方法称为“分类基因组学”，它考虑了染色体之间的结构差异、基因总数的差异以及所选蛋白编码基因之间的序列差异等因素。

来自香港的胎盘动物的遗传和基因组数据显示，它们与鸭嘴龙的差异如此之大，以至于它们最终不仅被分配给一个新物种，还被分配给一个新属，在生物分类的等级中，这代表着一个更高的等级。这是一个全新的转变。这是第一次，一个新的属完全建立在基因组数据的基础上，”Worheide解释道。这一新物种被命名为洪金根。这句话的意思是“香港的海龙”，意思是说，就像中国神话中的龙王一样，胎盘动物很容易改变自己的形状。

这项新研究的作者认为胎盘动物可能经历了一种非常奇特的进化模式，在这种进化模式中，物种形成只发生在遗传层面，而没有显著的形态多样化。“我们有一些迹象表明负选择的作用，所以可能抑制形态新奇性的发展。”但我们仍在探索这种独特的进化轨迹的探索之初，”Eitel说。

作者还提出，分类基因组学方法也可用于其他动物系统物种形成过程的详细研究。这尤其适用于由微小个体组成的动物群体，如线虫和螨虫，在这些群体中，光检查往往很难区分物种。