在海洋深处约一公里的黑暗海底,生活着一种外形酷似巨型“西瓜虫”的生物——深海等足类动物。这些甲壳动物的体型可达足球大小,它们的新陈代谢极其缓慢,以至于可以数年不进食。如今,研究人员发现了一个关键的遗传学线索,揭示了这些庞然大物演化出如此惊人耐饿能力的秘密。
基因“窃取”:来自细菌的生存法宝
长久以来,这些深海巨兽就以其极端的耐饥饿能力而闻名。一些被捕获的巨型等足类动物(如Bathynomus jamesi)在人工饲养条件下,曾创下超过五年不进食的记录,这是动物界已知的最长绝食期之一。中国科学院海洋研究所的海洋生物学家袁剑波及其团队,利用潜水器在中国海南岛附近海域捕获了B. jamesi的标本,并试图揭开其能在如此贫瘠环境中长成巨大体型的奥秘。他们比较了深海等足类动物、生活在300米深度的较小物种以及生活在海岸线的更小物种的完整基因组和形态结构。研究结果发表在2026年6月5日的《细胞》(Cell)杂志上。
“结果比我们想象的更令人惊讶,”袁剑波表示。研究发现,这些深海巨兽拥有一个巨大的胃,其体积可占据体腔的三分之二,远超浅海物种。研究人员认为,这些巨型等足类动物进食频率极低,但一旦遇到食物,它们会尽可能多地吞食腐肉或能捕获的缓慢移动的动物,然后依靠巨大的胃和缓慢的代谢来“细水长流”。
更关键的发现在于它们的基因组。研究团队发现,深海等足类动物的基因组中包含几个拷贝的ND1基因,这是一个原本来源于细菌的代谢基因。这个基因在超过1600万年前,通过水平基因转移从细菌“跳跃”到了等足类动物祖先的基因组中。为了验证其功能,研究人员在实验室中将ND1基因导入鱼体内,结果发现,在低温环境下,这些鱼的饥饿存活率提高了37%。该基因似乎能够抑制细胞内的能量消耗速率,从而让动物在食物匮乏时也能维持庞大的身体运转。
进化新视角:从“改造”到“驯化”
“这确实非同凡响,”袁剑波评论道。这一发现不仅解释了巨型等足类动物的生存策略,更拓宽了我们对进化创新机制的理解。密歇根大学安娜堡分校的进化生物学家杨力(Yang Li)并未参与此项研究,他指出:“[等足类动物]不仅通过基因修饰来进化性状,它们还从微生物那里获取并‘驯化’基因。” 杨力进一步推测,其他深海生物可能也拥有类似的“窃取”基因,用以应对深海严酷的生存环境。
这项研究为理解水平基因转移在动物适应性进化中的重要作用提供了强有力的证据,表明生物体可以从完全不同的物种(如细菌)那里“借用”现成的遗传工具,从而快速获得全新的生存能力。
J. Yuan et al. Deep-sea megafauna co-opts microbial energy metabolism genes to withstand ultra-long starvation. Cell. 2026. doi: 10.1016/j.cell.2026.05.012