近日，進化生物學Top期刊Molecular Ecology在線刊發海洋所李富花研究組完成的題為“Adaptation and molecular evidence for convergence in decapod crustaceans to deep-sea hydrothermal vent environments”的研究論文。該研究首次發現深海熱液甲殼動物趨同進化的表型及分子證據，揭示了白色體色和化能合成營養代謝的關鍵遺傳機制，為揭秘深海物種環境適應的獨特機制提供了新的理論依據。

　　趨同進化是進化生物學領域的研究熱點，它是指親緣關系較遠的生物因棲居于相同的生活環境而演化形成相似的形態特征或生理表型的現象，通過趨同進化研究可以揭示物種適應特殊環境的生物學本質。

　　深海熱液區是一個高溫、高壓、重金屬脅迫的極端環境區域，環境條件惡劣，本不適合生物生存與生長，而深海探測發現多種甲殼動物卻是該區域的優勢種群，它們大規模繁衍，并進化出了異于淺海物種及其他深海環境物種的相似表型，如白色體色和化能合成的營養代謝能力。然而，目前關于這些相似表型的遺傳機制的趨同性卻鮮有研究。

　　研究人員以公共數據為基礎，開展大數據深度挖掘，通過對4個深海和10個淺海十足目甲殼動物的比較轉錄組學分析，發現了深海物種趨同進化的關鍵分子證據。系統發生分析顯示這些深海物種起源于不同祖先，其相似表型的產生并非直系遺傳。進一步分析發現發現，深海物種中SNARE介導的膜泡運輸通路是受很強的正選擇和平行進化的通路，其大分子特異性運輸的功能在化能合成營養代謝過程中扮演著重要角色，且能量代謝和蛋白質合成與加工相關基因的趨同進化也與化能合成的營養機制密切相關。深海熱液甲殼動物白色體色的形成則與甲殼藍蛋白基因家族的收縮以及低蝦青素含量有關。

　　近年來，李富花研究組圍繞甲殼動物環境適應性進化進行了系統研究，為甲殼動物環境適應分子機制解析及經濟物種分子遺傳育種提供了重要的理論依據。

　　中科院實驗海洋生物學重點實驗室袁劍波副研究員為論文第一作者。研究得到了“科學”號高端用戶項目、國家自然科學基金、國家重點研發計劃等項目聯合資助。