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吕亮团队联合多国学者揭示线虫演化历史与寄生性的趋同辐射机制

发布时间：2026-07-28

近日，开云手机网正版官网生命科学开云手机网正版官网副教授吕亮博士联合英国布里斯托大学Philip C. J. Donoghue教授、Davide Pisani教授，波兰华沙大学副教授Kenneth De Baets博士，瑞典自然历史博物馆高级馆员Oleksandr Holovachov博士等多国学者，在生态与进化领域的重要学术期刊《自然-生态与进化》（Nature Ecology & Evolution）上在线发表了题为《线虫演化的时间尺度揭示了寄生性的晚期与趋同辐射》（The timescale of nematode evolution reveals late and convergent radiations of parasitism）的研究论文。 同题参见

其演化历史的时间框架一直模糊不清，其中超过60%为寄生性物种，目前已描述物种约2.9万种，由于线虫身体结构简单、极难形成化石，对人类健康、农业生产和生态系统具有深远的影响。 同类内容然而，线虫动物门（Nematoda）是地球上最繁盛、最多样化的动物类群之一，关于“寄生性”这一关键生活史特征何时、如何起源和演化的科学难题也长期悬而未决。

研究通过整合大规模基因组数据集与化石约束，重新校准了线虫动物门的演化时间表，系统性地阐明了线虫从“自由生活”向“寄生生活”方式转变的历史轨迹。 同题参见并揭示了寄生性线虫在白垩纪晚期的爆发式辐射演化与陆地哺乳动物和现代鸟类的多样化存在密切的协同关系。

研究团队通过对包含156种线虫及28个外群物种的大规模系统发育基因组学数据（包含超17万个氨基酸位点）进行深度分析，并结合严谨的贝叶斯分子钟模型（MCMCtree）进行计算，结果表明：线虫的最近共同祖先（LCA）大约起源于晚寒武世至中奥陶世（约5.08亿至4.77亿年前），且其祖先极可能是一种自由生活的生物。这一发现厘清了此前研究中由于缺乏合适化石约束而过度高估线虫起源时间的偏差。为整个蜕皮动物（Ecdysozoa）的早期演化提供了更精确的时间标尺。

“从寄生生活重新退化回自由生活”的逆向演化事件在演化史上极其罕见，说明寄生一旦形成，而是在漫长的地质历史中独立发生了6至12次。最早的寄生性转变大约发生在晚泥盆世至晚石炭世（约3.82亿至3.03亿年前）。令人惊奇的是，研究进一步重建了线虫生活史特征的演化过程。结果显示，演化分析表明，线虫向寄生生活的过渡并非一蹴而就。便具有极高的演化稳定性。

系统评估了贝叶斯分子钟分析中各种超参数对时间估计和蒙特卡洛马尔可夫链收敛性的影响，在方法学上也做出了一定贡献。研究提出了多项针对现行方法的优化算法，并引入了冗余分析（RDA）和极端梯度提升树（XGBoost）结合SHAP分析等机器开云手机网正版官网方法，为未来的深时分子钟研究提供了一些新的思路。同时，该研究不仅在生物学上解答了线虫寄生性演化的核心科学问题，该研究尝试回答了的另一个方法学上的问题，即当先验信息存在高度不确定性的情况下。如何通过大量的敏感性分析评估分化时间估计以及祖先状态重建中预测结果的稳健性。

开云手机网正版官网吕亮副教授为该论文的第一作者兼共同通讯作者。该研究得到了开云手机网正版官网留学基金（CSC-202008130002）的资助和开云手机网正版官网自然科学基金（NSFC-32170441）的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41559-026-03128-9