科学探索|进化是保守的：科学家尝试“重建”地球上最早的动物的染色体( 二 ) 进化是保守的：科学家尝试“

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这对人类和其他脊椎动物意味着什么？
“如果你把文昌鱼和扇贝，然后是很多不同的脊椎动物的代表--不同种类的鱼，如灯鱼、鸡等等--进行比较，你可以看到有18个不同的基因组似乎总是粘在一起，”Rokhsar说，他也是陈·扎克伯格生物中心的调查员和劳伦斯伯克利国家实验室的联合基因组研究所的成员。“它们总是在同一片DNA上一起旅行，因此最简单的解释是原脊椎动物祖先中有18条祖先染色体。”
Rokhsar和他的团队长期以来一直怀疑，染色体比人们想象的要保存得更多。在过去的20年里，他和他的小组对各种动物的基因组进行了测序和分析，包括一种海鞘、一种胎生动物、一种长枪鱼以及海绵、鞭毛虫、海葵、章鱼、橡子虫、水蛭、肢虫和多毛虫各一个不同种类。虽然早期的"草案"基因组经常是支离破碎的，但它们还是显示出有迹象表明在不同的动物中存在着古老的保守的基因组。允许确定整个染色体的较新技术已经证实了这些早期的假说。
尽管经历了数亿年的独立进化，不同的无脊椎动物的基因还是如此忠实地组合在一起，这一事实可能表明，基因在染色体之间跳来跳去比科学家从对脊椎动物的研究中推测的要难得多，脊椎动物的基因更频繁地重新排列，可能是因为遗传漂移。

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"像文昌鱼这样的动物生活在巨大的种群中，具有染色体重排的罕见突变体处于不利地位，通常会消亡，而在小的、细分的种群中，这在哺乳动物中更为典型，重排更有可能生存和传播。这是一个假说，"Rokhsar说。
另外，可能有一些未知的原因，为什么一组基因必须保持在一起。一个著名的例子是Hox基因，它决定了动物胚胎的哪一端形成头部，哪一端形成尾部，以及两者之间的所有分级。在大多数无脊椎动物中，这些基因都聚集在一条染色体上，这种聚集对它们在发育过程中的部署很重要。然而，这些基因的功能集群可能是一个例外，目前还没有证据表明最近的研究中发现的集群在功能上有关联，Rokhsar说。
染色体的简单保存止于无脊椎动物，因为在脊椎动物进化的早期，整个基因组在导致有颌脊椎动物的世系中被复制了两次，这个群体包括哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物和大多数鱼类。在这些大规模复制的过程中，一系列的染色体重组形成了最早的有颌脊椎动物的基因组，最终产生了人类。然而，通过追踪最早的脊椎动物进化过程中从一个染色体转移到另一个染色体的基因组，Rokhsar和合作者能够跨越脊椎动物和反脊椎动物的鸿沟，将最早的动物染色体与当代脊椎动物的染色体连接起来。
【科学探索|进化是保守的：科学家尝试“重建”地球上最早的动物的染色体】“其中一件很酷的事情是，一旦我们推断出这些古老的原染色体并在生命树上组织它们，那么我们就可以进行预测。”他说：“如果你去对其他一些基因组进行测序，我们预测你将不可避免地发现这些基因在同一染色体上混在一起。与物理学或化学不同，你通常不能在生物学中进行这种预测。但是现在，从某种意义上说，我们从这种比较中知道了一些关于几乎所有动物基因组的情况。”