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这种奇特蜘蛛的基因组比人类大50%左右
来源:加州大学戴维斯分校|2026年11月1日|
Aptostichus stephencolberti
这种以喜剧演员斯蒂芬·科尔伯特命名的活板门蜘蛛,拥有超大基因组。图源:Jason Bond / 加州大学戴维斯分校
科学家完成了一种活板门蜘蛛超大基因组的测序,揭示了它DNA里诸多独特特征。
这只蜘蛛大小不及一枚25美分硬币,基因组却比人类基因组大约大50%。该物种学名 Aptostichus stephencolberti,是一种行踪隐秘的活板门蜘蛛,栖息在美国加州海岸沙丘中,含有46亿个DNA碱基对。加州大学戴维斯分校的研究团队完成了它的基因组测序,相关发现有助于阐释蜘蛛基因组的演化规律。
加州大学戴维斯分校昆虫与线虫学系教授杰森·邦德(Jason Bond)表示:“它的基因组为4.6 Gb(46亿碱基对),虽然不是蜘蛛里最大的,但非常有研究价值。”该成果发表于《Journal of Heredity》(《遗传学报》),也是学界首次对该科蜘蛛开展基因组测序。
小小蜘蛛,为何DNA总量如此庞大
它基因组庞大,并不是因为基因数量特别多;其中约77%都是重复DNA序列——大量在基因组中反复复制的遗传片段。该物种一共拥有52条染色体,而人体体细胞通常只有46条。
另一项特点和端粒有关:端粒是染色体末端起保护作用的结构。蜘蛛缺少很多动物都具备的经典端粒重复序列,这一差异或许可以解释:为什么蜘蛛染色体的演化速度快于脊椎动物。
邦德说:“这项研究有助于拓展我们对蜘蛛基因组构成的理解,进而帮助我们认识整个生命演化树上基因组的演化模式。”
加州海滩之下,隐秘的捕食者
A. stephencolberti 分布在旧金山湾区到蒙特雷之间的海岸沙丘,常常和游客共享同一片海滩,但人们几乎察觉不到它们的存在。雌蛛终生待在丝衬的地下洞穴里,洞口配有可开合、伪装性极强的活板门。它们感知猎物靠近的震动,迅速冲出洞穴捕捉昆虫与小型动物。
这类蜘蛛依靠毒液制服猎物,但对人类没有危险。邦德介绍:已知五万多种蜘蛛里,仅有30~50种毒液对人有毒。
海平面上升,栖息地本就支离破碎
本次基因组测序属于加州保护基因组项目,是加州政府资助的计划,旨在搭建遗传资源,支撑野生动物保护。活板门蜘蛛很少离开洞穴活动,栖息地一旦被分割,种群就容易发生遗传隔离。分析它们的DNA,可以帮科学家识别需要重点保护的独立种群。
邦德说:“我们加州人热爱海滩,而活板门蜘蛛也和我们共享这片海岸。我们希望弄清气候变化、山火、城市化如何影响这个物种的遗传多样性。”
它的分布范围狭窄,对环境变化格外敏感:海平面上升威胁沙丘生境,入侵物种也持续挤压它的生存空间。“它们对海平面上升极其敏感,同时也很容易受到入侵物种的冲击。”
蜘蛛名字的由来:斯蒂芬·科尔伯特
这个物种的命名有一段趣闻。2008年,科尔伯特得知邦德用另一种活板门蜘蛛致敬音乐人尼尔·杨之后,也要求获得同等“冠名待遇”。他在自己当年《科尔伯特报告》节目里的“谁还不尊重我”环节提出了这个请求。
邦德应允,将该蜘蛛命名为 Aptostichus stephencolberti(科尔伯特拼写里的字母t不发音)。这只以喜剧演员命名的蜘蛛,如今凭借超大基因组收获了一份意料之外的科学标签——这位喜剧演员常在节目里扮演一个自大浮夸的评论员形象。
蜘蛛毒液蕴藏待发掘活性物质
除演化与保护方向之外,蜘蛛基因组还有助于挖掘毒液里有医用、农用潜力的化合物。蜘蛛毒液中的部分分子正在被研究,有望开发成镇痛药物;还有一些物质,或可为农业害虫防控提供新思路。
这类天然产物的多样性还有大片空白等待探索,这份新组装的参考基因组,将为后续研究打下基础。
邦德说:“毒液里还有大量未被发掘的天然产物,我们现在所知的还非常有限。”
参考文献:
Stephen Richards, Emma Jochim, Lacie Newton, et al. Reference genome of the Californian trapdoor spider Aptostichus stephencolberti Bond 2008 (Araneae: Mygalomorphae: Euctenizidae)[J]. Journal of Heredity, 2026-09-08.
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