马克斯·特尔福德《对话》 管状海绵(海绵)
信用:kaschibo/Shutterstock 进化论表明，所有的生命都源于一个单一的根，我们或多或少地与地球上的其他生物有联系
正如查尔斯·达尔文所认识到的，我们最亲密的祖先是在类人猿中发现的
但除此之外，对生命之树分支模式的困惑意味着事情变得不那么清晰
我们知道生命是从一个共同的宇宙祖先进化而来的，这个祖先产生了细菌、古细菌(其他类型的单细胞微生物)和真核生物(包括植物和动物等多细胞生物)
但是第一批动物长什么样呢？在过去的十年里，这个问题引起了特别激烈的争论
现在，我们发表在《科学进展》上的新研究给出了答案
海绵vs梳子果冻 从19世纪到大约十年前，人们普遍认为我们最遥远的亲戚是海绵
海绵与大多数动物如此不同，以至于它们最初被归类为藻类
然而，基因和现代海绵的其他特征，如它们产生精子的事实，表明它们确实是动物
它们的独特性和简单性当然符合海绵最先出现的观点
但是在过去的十年里，这种模式受到了许多比较不同动物的基因的研究的挑战
对我们最遥远的动物亲戚来说，另一种选择是梳状水母:美丽、透明、球形的动物，以它们拍打着闪闪发光的纤毛推动自己在水中前进而命名
梳状水母表面上与水母相似，像水母一样，漂浮在海里
梳状水母无疑与人类相距甚远，但与海绵不同的是，它们与我们共享神经细胞、肌肉和肠道等高级特征
如果梳子果冻真的是我们最遥远的亲戚，这意味着所有动物的祖先也拥有这些共同的特征
更奇怪的是，如果第一批动物有这些重要的特征，那么我们不得不假设海绵动物曾经有过这些特征，但最终失去了它们
水族馆里的梳子果冻
信用:维基百科，抄送 追踪进化树 为了理解物种是如何进化的，科学家们经常使用系统进化树，其中树枝的尖端代表物种
分支分开的点代表一个共同的祖先
下图显示了一个系统进化树的例子，海绵先分裂，而梳子果冻先分裂
海绵优先和梳状水母优先的进化树都得到了不同基因研究的支持，这场争论似乎导致了跨大西洋的僵局，大多数欧洲人更喜欢传统的海绵优先，而北美人通常更喜欢新颖的梳状水母优先
这场争论归结为一个问题，即如何最好地分析我们现有的大量遗传数据
海绵优先支持者提出的一种可能性是，把梳子果冻放在第一位的动物树是一个错误的结果
当一个被研究的群体比其他群体进化得更快时，问题就出现了
快速进化的群体通常看起来已经存在很长时间了
梳子果冻就是这样一个群体
梳子果冻的快速进化会误导我们认为它们是由比实际更早的分裂产生的吗？ 我们被果冻愚弄了吗？ 我们用一种新的方式来解决这个问题——直接调查快速进化的梳状水母愚弄我们的可能性
我们想问，我们在这些动物身上看到的不平等的进化速度是否可能导致错误的答案
两种不同的进化树
作者提供 我们新的工作方式是通过使用计算机模拟DNA进化是如何发生的来剖析这个问题
我们从代表祖先动物的随机合成DNA序列开始
在计算机中，我们让这个序列在两种不同的条件下，通过累积突变而进化——要么按照海绵优先模型，要么按照梳子果冻优先模型
序列根据每棵树的分枝模式进化
我们最终得到了一组物种，它们的DNA序列相互关联，反映了它们在树上进化的方式
然后我们使用这些合成数据集来重建进化树
我们发现，当我们使用根据梳状果冻优先模型模拟的数据来构建树时，我们总是可以很容易地正确重建树
这是因为来自它们快速变化的偏差实际上强化了来自树的信息——在这种情况下也显示它们是最古老的分支
事实上，树信息和偏差都指向同一个方向，这保证了我们会得到正确的结果
简而言之，如果梳子果冻真的是第一个分支，那么毫无疑问
然而，当我们用海绵作为第一个分支来模拟数据时，我们经常重建错误的树，梳子果冻最终成为第一个分支
这显然是一棵更难理解的树，原因是树的信息——在这种情况下显示海绵是最古老的branch——与来自快速进化的梳状水母(支持梳状水母优先)的偏见相矛盾
通向梳状果冻的长树枝确实会使它们看起来比实际年龄更老，而这种重构树的困难正是我们在真实数据中遇到的
那么，谁先来？基因分析表明梳子果冻是最先出现的，这很可能是因为没有考虑到让这些动物看起来比实际年龄更老的偏见
最后，我们的工作表明海绵确实是我们最遥远的动物亲戚
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