哪種動(dòng)物最早出現(xiàn)？一場(chǎng)仍未結(jié)束的科學(xué)爭(zhēng)論

在系統(tǒng)發(fā)生學(xué)中，有一個(gè)長(zhǎng)期被激烈爭(zhēng)論的問題：究竟是什么動(dòng)物最先從共同祖先中分化出來的？學(xué)界主要分為兩個(gè)陣營(yíng)，一派認(rèn)為是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的海綿，另一派認(rèn)為是結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的櫛水母。

在一項(xiàng)于近期發(fā)表在《科學(xué)》雜志的研究中，一個(gè)生物學(xué)家團(tuán)隊(duì)得出了強(qiáng)有力的證據(jù)，支持了海綿假說。

左上為兩張海綿的圖片，左下為兩張櫛水母的圖片。關(guān)于究竟哪種海洋生物位于動(dòng)物進(jìn)化樹的根部，存在兩種相互競(jìng)爭(zhēng)的假說：一種觀點(diǎn)是海綿，另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為是櫛水母。（圖/Nicole King and Jacob Steenwyk/UC Berkeley）

一再翻轉(zhuǎn)的答案

在2008年之前，大多數(shù)生物學(xué)家都認(rèn)為，不具備肌肉和神經(jīng)元的海綿，位于動(dòng)物進(jìn)化樹的根部，孕育出了包括人類在內(nèi)的更復(fù)雜生物。

但就在2008年，一項(xiàng)基因組分析通過比較來自多種動(dòng)物及其近緣類群的數(shù)百個(gè)基因，得出了一個(gè)令人震驚的結(jié)果：擁有肌肉和神經(jīng)元的櫛水母，可能才是最早出現(xiàn)的動(dòng)物。

盡管多年來的研究在海綿和櫛水母之間各執(zhí)一詞，但2023年，一項(xiàng)研究通過采用了一種全新的分析方法，得出了明確支持櫛水母這一方的結(jié)論。

這些關(guān)于櫛水母的發(fā)現(xiàn)暗示，肌肉和神經(jīng)元這類復(fù)雜的生物系統(tǒng)，可能在動(dòng)物早期已經(jīng)進(jìn)化出現(xiàn)，但隨后在海綿這一分支中消失了，只在其他動(dòng)物中得以保留——這一結(jié)論令生物學(xué)家們感到震驚。

自2008年以來，不同研究對(duì)這兩種假說給出了相互矛盾的支持證據(jù)。（圖/Nicole King and Jacob Steenwyk/UC Berkeley）

785次檢驗(yàn)后

在新的研究中，為了系統(tǒng)評(píng)估這兩種相互競(jìng)爭(zhēng)的假說，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)覆蓋多種不同生物、質(zhì)量極高的保守基因數(shù)據(jù)集，其中包含來自海綿動(dòng)物、櫛水母、刺胞動(dòng)物、兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物以及多種動(dòng)物近緣類群的序列數(shù)據(jù)。

除了使用新數(shù)據(jù)之外，研究人員還整合了10個(gè)已經(jīng)發(fā)表的數(shù)據(jù)集，對(duì)這些數(shù)據(jù)集進(jìn)行了共785次檢驗(yàn)。這種方法結(jié)合了“拼接分析”和“溯祖分析”，以識(shí)別具有一致系統(tǒng)發(fā)生信號(hào)的基因。利用這種整合式方法分析這些基因，得到的結(jié)果要么支持“櫛水母假說”，要么支持“海綿假說”。

基于這些結(jié)果，研究人員進(jìn)一步篩選數(shù)據(jù)集，僅保留在兩種分析（拼接和溯祖）下得出相同結(jié)論的基因，而剔除那些隨分析方法不同而給出不同結(jié)果的基因。他們還改變了多種參數(shù)，以評(píng)估研究結(jié)果的穩(wěn)定性。這些步驟進(jìn)一步確保了數(shù)據(jù)的可靠性。

隨后，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，以判斷是否有顯著證據(jù)支持其中一種假說，或結(jié)果是否仍不明確。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果支持了海綿假說，表明這些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的生物位于動(dòng)物生命樹的根部。

具體而言，在所有統(tǒng)計(jì)上顯著的490次（62%）檢驗(yàn)中，結(jié)果全部支持海綿假說；295次（38%）的檢驗(yàn)則未得出明確結(jié)論；而沒有任何檢驗(yàn)支持櫛水母假說。

強(qiáng)證據(jù)，但不是終點(diǎn)

弄清楚究竟是海綿，還是櫛水母位于生命之樹的最底部，對(duì)研究動(dòng)物進(jìn)化的生物學(xué)家而言有著重大影響。它有助于我們理解不同生物之間的親緣關(guān)系，以及像神經(jīng)系統(tǒng)這樣復(fù)雜的特征是如何進(jìn)化而來的。

然而，像動(dòng)物起源這樣的遠(yuǎn)古進(jìn)化事件極難以重建，往往會(huì)導(dǎo)致相互矛盾的研究結(jié)論。這項(xiàng)研究結(jié)果表明，整合式系統(tǒng)發(fā)生基因組學(xué)，是一種穩(wěn)健而強(qiáng)大的方法，能夠有效厘清生命之樹中復(fù)雜而難以分辨的分支關(guān)系。

新的研究結(jié)果為“海綿最先進(jìn)化“的假說提供了非常有力的證據(jù)，這也與基于形態(tài)學(xué)的研究結(jié)果一致。但值得一提的是，研究人員強(qiáng)調(diào)，他們并不是在宣稱這項(xiàng)研究已經(jīng)終結(jié)了爭(zhēng)論。而是說他們找到了非常有力的證據(jù)，而且這些證據(jù)只支持其中一種假說。

研究人員仍表示，這個(gè)問題還有進(jìn)一步研究的空間。他們呼吁，所有對(duì)此感興趣的科學(xué)家都能參與進(jìn)來，一起不斷深入地探究這個(gè)問題。

#參考來源：

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

#圖片來源：

封面圖&首圖：

Comb jelly: wikimedia/National Institutes of Health.

Sponge: Nick Hobgood via Wikipeda