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兩側(cè)對稱動物是指體形上呈兩側(cè)對稱的動物，其所包含的群體非常龐大。其中，至少有25個門的動物已有線粒體基因組數(shù)據(jù)，其中的7個門中包含寄生動物。它們的線粒體是細胞的能量工廠，擁有獨立的遺傳物質(zhì)和體系，絕大多數(shù)還有與細菌類似的環(huán)形基因組。兩側(cè)對稱動物的線粒體基因組通常包含13個蛋白編碼基因、2個rRNA基因和22個tRNA基因。已有研究報道，線粒體基因組的進化速率在不同動物類群中有明顯差異，如一些寄生動物的進化速率明顯快于自由生活動物（Dowton et al., 1995; Hassanin, 2006; Jakovli？ et al., 2021; Shao et al., 2007; Shao et al., 2003）。然而，并不是所有動物都遵循這一規(guī)律，一些寄生動物如寄生蜂的進化速率較慢（Castro et al., 2002），而一些自由生活動物如土壤線蟲的進化速率較快（Bernt et al., 2013）。這表明，寄生、自由生活等生活方式對線粒體基因組進化速率的影響并不如想象中簡單直接，可能涉及多種復(fù)雜的驅(qū)動因素。另外，已有的研究結(jié)論大多是基于節(jié)肢動物提出的，還亟需更深入（考慮生活方式以外的因素）和更全面（涵蓋其它主要的動物類群）的研究來探究驅(qū)動動物線粒體基因組進化的主要因素。
針對上述科學(xué)問題，10月9日，蘭州大學(xué)/西藏大學(xué)張東課題組、中國科學(xué)院水生生物研究所（以下簡稱水生所）王桂堂學(xué)科組合作在國際知名學(xué)術(shù)期刊Nature Communications在線發(fā)表了題為“Mitogenomic evolutionary rates in Bilateria are influenced by parasitic lifestyle and locomotory capacity”的研究論文，揭示生活方式和運動能力是影響兩側(cè)對稱動物線粒體基因組進化的主要因素。
張東（2020年畢業(yè)于水生所，師從王桂堂研究員）和Ivan Jakovli？（2011年畢業(yè)于水生所，師從桂建芳院士），一直致力于魚類寄生蟲的分子進化與系統(tǒng)發(fā)育研究，與王桂堂團隊合作先后測定并發(fā)表了30多種魚類寄生蟲的線粒體基因組。團隊的前期研究除發(fā)現(xiàn)扁形動物、線蟲等寄生蟲的進化速率較快以外（Zhang et al., 2019; Zhang et al., 2019; Zou et al., 2017），還發(fā)現(xiàn)甲殼動物的運動能力顯著影響其線粒體基因組的進化速率（Jakovli？ et al., 2021）。運動需要耗能，與線粒體功能密切相關(guān)，不同運動能力水平可能導(dǎo)致動物的線粒體基因組受到不同程度的選擇壓力，從而影響其進化速率。除甲殼動物外，軟體動物（Sun et al., 2017）、昆蟲（Mitterboeck et al., 2013）、鳥類和哺乳動物（Shen et al., 2009）等也曾發(fā)現(xiàn)過類似現(xiàn)象。運動能力也許可為上述科學(xué)問題提供合理解釋：運動能力強的寄生蟲如寄生蜂可能會受到較強的選擇壓力，導(dǎo)致進化速率較慢；而運動能力弱的自由生活土壤線蟲可能受到松弛的選擇壓力，導(dǎo)致進化加快。
為了系統(tǒng)探究生活方式（體內(nèi)寄生、體外寄生、擬寄生、微型捕食和自由生活5類）和運動能力（強、中、弱3類）對兩側(cè)對稱動物線粒體基因組進化速率的影響，研究團隊比較分析了約11000種兩側(cè)對稱動物的線粒體基因組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)不同類型兩側(cè)對稱動物的進化速率由高到低分別為：體內(nèi)寄生動物>弱運動能力的體外寄生動物>弱運動能力的自由生活動物>擬寄生動物>強運動能力的體外寄生動物>微型捕食者和強運動能力的自由生活動物。生活方式和運動能力是影響兩側(cè)對稱動物線粒體基因組進化的主要因素：生活方式可解釋45%的兩側(cè)對稱動物進化速率變異，運動能力可解釋39%的進化速率變異，二者共同可解釋56%的進化速率變異。運動能力對兩側(cè)對稱動物線粒體基因組進化的影響程度略小于生活方式，說明除了降低運動能力這個主要途徑外，寄生生活還可通過多種其它途徑來影響動物的線粒體基因組進化，如寄生蟲的代謝依賴導(dǎo)致的松弛選擇壓力、寄生蟲與宿主的“軍備競賽”驅(qū)動的定向選擇、有效種群大小降低（頻繁的建立者效應(yīng)、高物種形成率等）導(dǎo)致的遺傳漂變增加等。
LHT：生活方式；LOC：運動能力；EndoP：體內(nèi)寄生；EctoP：體外寄生；Ec：蛻皮動物；Lo：冠輪動物
蘭州大學(xué)生態(tài)學(xué)院/西藏大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院張東青年研究員為該論文的通訊作者，Ivan Jakovli？博士為第一作者。水生所鄒紅高級實驗師、王桂堂研究員，蘭州大學(xué)生態(tài)學(xué)院張宏教授、劉向青年研究員、葉彤博士和碩士研究生相傳鈺為本研究的共同作者。本研究得到了國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目（32102840）、地區(qū)科學(xué)基金項目（32360927）、重點項目（32230109）、面上項目（31872604）、西藏自治區(qū)科技廳自然科學(xué)基金重點項目（XZ202301ZR0028G）和蘭州大學(xué)人才引進啟動經(jīng)費（561120206）的支持。