发表在《自然》杂志上的一项研究通过比较150种现存动物的遗传物质，试图理解适应陆地生活的遗传基础。研究发现，大多数向陆地的过渡伴随着大量的基因周转，许多基因同时获得和减少。基因组获得和丢失基因的能力在动物适应新栖息地方面发挥了关键作用。在远缘相关的陆地谱系中反复获得的基因涉及与脱水相关的功能，并且通常还与应激反应有关。丢失或减少的基因通常与再生、饮食和生物钟有关。生命从水到陆地的迁移深刻地重塑了地球本身：陆地生命改变了地球的循环，从大气中去除二氧化碳，增加了大气中的氧气量，并风化了岩石，向生态系统释放了更多的矿物质。

与植物（只发生了一次向陆地的过渡）不同，动物在独立的进化事件中多次迁移到陆地。这种模式是“趋同进化”的一个明显例子，即不相关的群体独立地对相同的挑战发展出相似的解决方案。

进化遵循多样化和重复的路径

半陆生物种往往共享更多的适应性，例如与血液循环和营养吸收相关的功能，帮助它们在土壤中生存。完全陆生动物似乎进化出了更多样化的适应策略。特定谱系的基因创新包括陆地蜗牛的壳形成和粘液分泌基因，以及陆地脊椎动物的先天免疫基因。陆生动物进化出了更强化的、专门化的屏障防御来应对陆地生活。

研究确定了在过去5亿年中三次主要的水到陆地过渡浪潮：奥陶纪（4.85-4.43亿年前）、泥盆纪-石炭纪（4.19-2.98亿年前）和白垩纪（1.45-6600万年前）。这些浪潮始于早期陆地节肢动物（如昆虫），结束于我们花园中常见的陆地蜗牛。

研究重新构想了重大过渡

以前的研究大多集中在特定的陆生动物谱系上。然而，这项研究将这些过渡整合在一起，首次全面展示了动物如何以及何时征服陆地。这项研究提供了如果我们能重播生命之磁带可能会发生什么的瞥见：随着生命适应陆地，一些遗传变化似乎不可避免，反复出现，而其他变化则罕见。

参考文献

Wei, J., Paps, J. et al. (2025). Convergent genome evolution shaped the emergence of terrestrial animals. Nature. DOI: 10.1038/s41586-025-09722-4

该研究通过比较分析超过150种动物的基因组，揭示了动物从水生向陆生过渡过程中的趋同基因组进化模式。研究发现，独立登陆的动物谱系在基因获得（如应激反应、脱水保护相关基因）和基因丢失（如再生、部分生物钟相关基因）方面表现出相似的模式，并识别出三次主要的登陆浪潮。研究团队来自布里斯托大学等机构。