（显然）相同的动物是如何成为完全不同的物种的

从逻辑上讲，你会认为看似相同的动物——即使它们是在世界不同地区发现的——也属于同一物种，并且它们共享相同的基因组。然而，我们最近的研究发现，情况并非总是如此

这一发现要归功于一种小型浮游动物Oikophora dioica，我们将其作为了解人类所属遗传家族——脊索动物——进化起源的模型

这种在温暖海洋中发现的海洋生物是我们最近发表在《基因组研究》上的科学文章的主题。这是巴塞罗那大学遗传学系实验室和IRBio与冲绳科学技术研究所以及其他日本和欧洲大学合作进行的多年联合研究的成果

通过对来自地中海、太平洋和冲绳群岛三个不同地区的Oikophora dioica标本的基因组进行测序，我们做出了一个令人惊讶的发现：尽管它们在外观上没有明显差异，但每一个都截然不同

外表可能是欺骗性的，但基因组却不是。我们的发现提出了新的问题：为什么这些巨大的基因差异不能转化为动物外表的明显变化？有没有可能，尽管看起来是一样的，但来自遥远地方的标本实际上可能属于不同的物种

这也提出了一个问题，即对于某些生物，我们是否应该谨慎地对整个物种使用“参考基因组”的概念，而不首先考虑在来自不同栖息地的生物之间发现巨大基因组差异的可能性

要回答所有这些问题，我们需要将基因组理解为一种说明书，其中包含了管理生命的所有基因指令

它由不同的染色体组成，而这些染色体又包含数千个基因。这些是遗传信息的基本单位，决定了每个个体的所有特征，并代代相传

当它们在成千上万代人中复制时，基因组会积累变化，称为突变。这些导致每个基因组的遗传信息在一代人与下一代人之间发生变化，一旦这些信息发生了很大变化——以至于生物体无法杂交和繁殖——一个新物种就诞生了

这种基因变化的积累是进化的基础，对新物种的产生和地球生物多样性的增加至关重要

使用乐高来理解遗传学

如果我们将基因组的组织比作书籍或说明书，每个染色体将代表一个章节。反过来，每一章中充满信息的数千句话将是沿着染色体分布的基因

如果你比较两个不同乐高玩具的说明书，你会发现它们之间的显著差异，包括章节的结构（染色体）、句子的顺序（基因）和意义（突变）

同样，如果你比较了如何在世界不同地区建造同一个乐高积木的说明，你不会发现它们给出的说明之间有任何重大差异

然而，在这种类比中，意外的结果是，当比较来自世界不同地区的“相同”生物的基因组时，它们是不同的。大多数基因在染色体上的位置顺序完全不同，有时甚至会从一条染色体跳到另一条染色体

这就像阅读两本不同的乐高说明书，其中所有的步骤和说明都完全不同，但不知何故，你最终还是得到了相同的数字。这一发现给我们带来了新的挑战，即找出为什么这种显著的基因组重排不会转化为物种之间的主要物理差异

与此同时，这让我们怀疑来自不同地方的动物可能属于不同的神秘物种——尽管它们看起来非常相似，但实际上属于不同的物种。这些明显相似的物种无法杂交或产生可生育的后代。

事实上，我们使用冲绳和大阪的Oikophora dioica标本进行的初步实验结果表明了这一点，因为来自两个不同地区的标本无法相互繁殖

所有这些都表明，我们迄今为止认为是全球（或世界性）分布的单一物种，实际上是分散在世界海洋中的数十种甚至数百种不同的神秘物种

当涉及到对我们星球的生物多样性进行编目时，这也是一个重要的发现。这是“生物学登月计划”地球生物基因组项目的目标之一，该项目旨在在未来十年内对地球上所有真核生物物种的基因组进行测序

我们的发现表明，对于一些生物，我们可能无法为每个物种确定一个单一的参考基因组。这意味着地球上的生物多样性和物种数量可能比我们之前想象的要高得多

Journal information: Genome Research