演化之爭或迎來定論：海綿動物是演化樹中首個分支

在動物演化的研究領域中，一直存在一個具爭議性的問題：在時間的河流中回溯，來到所有動物的共同祖先，從此處開始，演化樹首個分支究竟是什麼？科學家圍繞這一問題產生了兩個答案：海綿動物和櫛水母，並為此爭論不休。

如今，一組研究人員經過統計學分析，聲稱答案是海綿動物。這一研究或許為這場持久的爭論划上了句號。

海綿動物？櫛水母？

海綿動物（sponges）是一種簡單得幾乎微不足道的小生靈，生活在海底。他們是簡單的多細胞動物，沒有神經系統，也沒有消化或循環系統。他們是濾食性動物（filter-feeders），全身布滿孔和管道，允許水流通過。大多數海綿動物正是依靠維持體內通過恆定的水流來獲取食物和氧，並排出廢物。

櫛水母（ctenophore，或 comb jelly）的結構比海綿動物複雜，他們看起來有點像水母，可以在水流中推進，製造光。櫛水母擁有簡單的神經系統和腸道，包括口和肛門。

假設與模型

研究的作者、布里斯託大學（University of Bristol）系統發生基因組學（phylogenomics）教授 Davide Pisani 說，要回答誰是所有其他動物的姐妹，可以分別考慮這兩個答案，然後據此形成演化模型。

假設櫛水母是答案，那麼有兩種可能，第一種是所有動物的共同祖先已經相當複雜，擁有神經系統、腸道和肌肉，在之後的演化中，海綿動物丟失了這些特徵。第二種可能是櫛水母的特徵在其他動物中經過了多次演化。無論哪種假設，都相對複雜，而且會帶來其他問題，例如祖先動物捕食什麼為生。

如果海綿動物是所有其他動物的姐妹，那事情就簡單多了：所有動物都從一種濾食性動物演化而來。

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讓數據解惑

同樣的基因數據用不同的演化模型解釋時，要麼支持海綿動物，要麼支持櫛水母。為了解決這一問題，研究人員使用了統計學方法。

Pisani 解釋，用這種方法，可以評估不同的模型對資料庫的解釋程度有多高，對比之下就可以發現不同模型的優劣。研究人員使用了迄今為止所有的基因資料庫進行了分析，結果發現，對數據描述更好的模型把海綿動物放在了演化樹的根部，這意味著海綿動物的勝出。

Pisani 指出，這一結果也與事實相契合，所有動物最近的仍然存活的親緣物種是一種濾食性水生動物，稱為領鞭蟲類（choanoflagellates）。

評價與意義

Pisani 相信櫛水母的支持者仍將繼續進行爭論，但他自己堅信，論戰已經結束，海綿動物是所有其他動物的姐妹，這就是結論。

Antonis Rokas 是 Vanderbilt 大學的生物科學和生物醫學信息學教授，之前曾發表過支持櫛水母的研究。他對這項最新的研究表示歡迎，稱它往解決爭論的正確方向上邁了一大步。對不同模型準確性的比較分析含義深刻。不過，他認為問題仍未結束。他很好奇如果再加上海綿動物和櫛水母世系的基因組，會產生何種結果。

有專家認為，這項成果為科學家研究最終的共同祖先提供了極大的提示。

 

參考資料：

1. Feuda R, Dohrmann M, Pett W, Philippe H, Rota-Stabelli O, Lartillot N, Wörheide G, Pisani D, Improved Modeling of Compositional Heterogeneity Supports Sponges as Sister to All Other Animals, Current Biology, Available online 30 November 2017, ISSN 0960-9822, https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.11.008.
2. Navis N, Evolution row ends as scientists declare sponges to be sister of all other animals, the guardian, Nov 30, 2017.