摘要：导致N. sing1谱系硅藻适应性辐射的遗传事件概述。鸣谢:Jedd Group (CC-BY 4.0, creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

导致N. sing1谱系硅藻适应性辐射的遗传事件概述。鸣谢:Jedd Group (CC-BY 4.0, creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

一群属于菱形藻属的硅藻物种放弃了光合作用，现在直接从环境中获取碳，这要归功于一个祖先获得的细菌基因。新加坡淡马锡生命科学实验室的Gregory Jedd和他的同事在一项研究中报告了这些发现，该研究发表在开放存取期刊PLOS Biology上。

与大多数进行光合作用产生碳化合物的硅藻不同，菱形藻属的一些成员没有叶绿素，而是从海藻和腐烂的植物物质中消耗碳水化合物。以前，不清楚它们到底是如何完成这一重大生活方式转变的，因此研究人员对一个物种，菱形藻1的基因组进行了测序，以寻找线索。

sing1的基因组序列显示，硅藻携带一种分解藻酸盐的酶的基因，藻酸盐是褐藻细胞壁中的一种碳聚合物，褐藻包括海带和其他常见的海藻。该基因最初来自一种海洋细菌，N. sing1的一个祖先吸收了该基因并将其整合到其基因组中。

进一步的分析表明，随着时间的推移，原始基因被复制了多次，副本获得了各种导致新功能的突变。这些新功能使N. sing1能够吸收和分解海藻酸盐成为细胞的碳构件，因此不再需要光合作用。

这一发展也为这类硅藻开辟了一个新的生态位——生活在潮间带的海藻上。

虽然N. sing1及其许多亲戚可以分解藻酸盐，但其他非光合菱形藻物种不能，这表明这些硅藻可能有其他获取策略碳化合物.

研究人员提出，从环境中采集更多的菱形藻物种并对其基因组进行测序，将有助于更好地了解这些硅藻如何获得碳。这一领域的额外工作也可以帮助我们更多地了解一个单一物种如何多样化成为一系列新物种，以及碳和其他营养物质如何在沿海栖息地移动。

作者补充说，“在这项研究中，我们展示了非光合硅藻(硅藻是光合微藻的祖先)如何进化出代谢丰富的褐藻细胞壁多糖藻酸盐的能力。

“这项工作不仅确定了复杂代谢能力的进化起源，还揭示了创新背后的遗传机制，这些创新最终使这些硅藻作为专性异养生物占据了一个新的环境生态位。”

来源：阿又科学科普