哪种动物最早出现?一场仍未结束的科学争论
在系统发生学中,有一个长期被激烈争论的问题:究竟是什么动物最先从共同祖先中分化出来的?学界主要分为两个阵营,一派认为是结构简单的海绵,另一派认为是结构更为复杂的栉水母。
在一项于近期发表在《科学》杂志的研究中,一个生物学家团队得出了强有力的证据,支持了海绵假说。
左上为两张海绵的图片,左下为两张栉水母的图片。关于究竟哪种海洋生物位于动物进化树的根部,存在两种相互竞争的假说:一种观点是海绵,另一种观点则认为是栉水母。(图/Nicole King and Jacob Steenwyk/UC Berkeley)
一再翻转的答案
在2008年之前,大多数生物学家都认为,不具备肌肉和神经元的海绵,位于动物进化树的根部,孕育出了包括人类在内的更复杂生物。
但就在2008年,一项基因组分析通过比较来自多种动物及其近缘类群的数百个基因,得出了一个令人震惊的结果:拥有肌肉和神经元的栉水母,可能才是最早出现的动物。
尽管多年来的研究在海绵和栉水母之间各执一词,但2023年,一项研究通过采用了一种全新的分析方法,得出了明确支持栉水母这一方的结论。
这些关于栉水母的发现暗示,肌肉和神经元这类复杂的生物系统,可能在动物早期已经进化出现,但随后在海绵这一分支中消失了,只在其他动物中得以保留——这一结论令生物学家们感到震惊。
自2008年以来,不同研究对这两种假说给出了相互矛盾的支持证据。(图/Nicole King and Jacob Steenwyk/UC Berkeley)
785次检验后
在新的研究中,为了系统评估这两种相互竞争的假说,研究团队构建了一个覆盖多种不同生物、质量极高的保守基因数据集,其中包含来自海绵动物、栉水母、刺胞动物、两侧对称动物以及多种动物近缘类群的序列数据。
除了使用新数据之外,研究人员还整合了10个已经发表的数据集,对这些数据集进行了共785次检验。这种方法结合了“拼接分析”和“溯祖分析”,以识别具有一致系统发生信号的基因。利用这种整合式方法分析这些基因,得到的结果要么支持“栉水母假说”,要么支持“海绵假说”。
基于这些结果,研究人员进一步筛选数据集,仅保留在两种分析(拼接和溯祖)下得出相同结论的基因,而剔除那些随分析方法不同而给出不同结果的基因。他们还改变了多种参数,以评估研究结果的稳定性。这些步骤进一步确保了数据的可靠性。
随后,研究团队进行了一系列统计检验,以判断是否有显著证据支持其中一种假说,或结果是否仍不明确。统计检验结果支持了海绵假说,表明这些结构简单的生物位于动物生命树的根部。
具体而言,在所有统计上显著的490次(62%)检验中,结果全部支持海绵假说;295次(38%)的检验则未得出明确结论;而没有任何检验支持栉水母假说。
强证据,但不是终点
弄清楚究竟是海绵,还是栉水母位于生命之树的最底部,对研究动物进化的生物学家而言有着重大影响。它有助于我们理解不同生物之间的亲缘关系,以及像神经系统这样复杂的特征是如何进化而来的。
然而,像动物起源这样的远古进化事件极难以重建,往往会导致相互矛盾的研究结论。这项研究结果表明,整合式系统发生基因组学,是一种稳健而强大的方法,能够有效厘清生命之树中复杂而难以分辨的分支关系。
新的研究结果为“海绵最先进化“的假说提供了非常有力的证据,这也与基于形态学的研究结果一致。但值得一提的是,研究人员强调,他们并不是在宣称这项研究已经终结了争论。而是说他们找到了非常有力的证据,而且这些证据只支持其中一种假说。
研究人员仍表示,这个问题还有进一步研究的空间。他们呼吁,所有对此感兴趣的科学家都能参与进来,一起不断深入地探究这个问题。
#参考来源:
https://www.hhmi.org/news/earliest-animal-ancestor-sponge-vs-comb-jelly
https://news.berkeley.edu/2025/11/19/did-the-first-animal-look-like-a-sponge-or-a-comb-jelly-the-debate-continues/
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw9456
#图片来源:
封面图&首图:
Comb jelly: wikimedia/National Institutes of Health.
Sponge: Nick Hobgood via Wikipeda
本文转载自公众号“原理”