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演化出眼睛的特征基因是脊柱动物祖先从细菌那里“偷”来的
我们的视力是如何进化的？这一直是生物学中最具挑战性的谜题之一。
如何将原始的光敏感能力转变为复杂的摄影系统，演化步骤顺序的争论始终未休。最新的研究表明，脊椎动物视觉的一些组成部分可能不是随着自身基因沿着家族树逐步形成的，而是从完全不同的生命分支“窃取”而来的。
加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的分子生物学家马特·多尔蒂(Matt Daugherty)在推特上解释说：“至少有一项突破，导致了脊椎动物眼睛的现有结构——它不是通过对其他动物存在的基因进行逐步的‘修补’而发生的，而是通过水平基因转移从细菌引入了新的DNA。”
水平基因转移描述了遗传物质在不同类型的生物之间移动的过程，比如通过基因交换病毒或者偷窃细菌。
我们精确聚焦、相机式的眼睛与无脊椎动物眼睛的一个关键特征是，将光敏感组织与负责回收其光反应分子的细胞分开。这依赖于实际移动这些分子(称为视黄醇)之间不同细胞的功能。高度保守的蛋白质——视网膜间视黄醇结合蛋白(IRBP)——负责运输，根据这项新研究，它起源于5亿多年前突然出现在类似脊椎动物眼睛中的一个细菌基因。
IRBP不仅在无脊椎动物中不存在，而且也未发现于任何其他复杂细胞中，无论是树木、变形虫还是酵母。编码IRBP的基因序列与我们拥有的唯一相似记录来自细菌。
通过分析超过900个基因组，麻省理工学院(MIT)分子生物学研究生钱迈·卡卢拉亚(Chinmay Kalluraya)和他的同事们能够确定该基因在脊椎动物谱系中出现的时间。它与5亿多年前类似脊椎动物眼睛出现的时间相吻合。
看来，所有脊椎动物的祖先从细菌那里窃取了原始基因，并经过多代自然选择，复制了其代码并使其功能适应视黄醇运输。
尽管它在脊椎动物视觉中只起到了很小的作用，但新颖组件可以在完全不同部分之间滑动，为解释许多复杂生物过程提供了新可能性。另一个例子是哺乳动物胎盘形成所必需的蛋白质syncytin，也即合胞素——这种蛋白质的基因起源于逆转录病毒。
“与现有基因的进化或所谓的修补不同，获取外来遗传物质有可能通过提供即时的功能新颖性来打断真核生物进化。”该团队论文中解释道。
随着更多的基因组被测序，研究人员怀疑我们会在我们的进化史上找到更多水平基因转移的例子。
“来自微生物(包括病毒)的 DNA 以奇怪而令人惊讶的方式塑造了动物的进化。”多尔蒂说。
这项研究发表在 PNAS 上。
https://www.sciencealert.com/we-may-finally-know-how-our-eyesight-evolved-and-its-not-from-our-branch-of-life