一種神秘的深海海藻大約在 5.4 億年前從綠色植物家族中分離出來，獨立於所有其他海洋或陸地植物，發展出具有複雜結構的大型身體。這種海藻的所有近親都是單細胞浮游生物。
這一發現今天發表在《科學報告》上，顛覆了關於植物王國早期進化的傳統觀念。“人們一直認為，在綠色植物譜系中，所有早期分支都是單細胞的，”比利時根特大學的進化生物學家弗雷德里克·萊利亞特說。“令人驚訝的是，在它們之中，出現了一種大型海藻。”
在這個被稱為 Palmophyllales 的奇怪海洋生物綱中，只有少數幾個被描述的物種。它們都生活在很深的地方，通常在水面以下 80 米以上。五年前，萊利亞特是第一個研究該綱遺傳學的團隊成員之一。儘管它表面上看起來像許多綠藻，但這種海藻與其他任何大型綠藻或陸地植物的親緣關係都非常遙遠。在這一點上，科學家們只能表明該物種非常不同。
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現在，研究人員已經繪製了這種奇異海藻在生命之樹中的位置，使用的是在 2010 年深水地平線漏油事件後從墨西哥灣疏浚的一個樣本。隨著下一代測序技術降低了詳細檢視 Palmophyllales 葉綠體（植物細胞中產生能量的結構）基因組的價格，這項工作變得更加可行，大約為 8,000 美元。
綠色基因
有了更多的基因，科學家們可以更好地將 Palmophyllales 與不斷增長的綠藻集合進行比較。這也使研究人員能夠使用系統發育軟體來精確定位 Palmophyllales 何時從相關植物物種中分離出來。
事實證明，該群體在綠色植物自身分裂成兩個主要譜系之後不久就與其餘部分分離了，當時這些植物還是新興事物。
加州大學伯克利分校的植物學家布倫特·米什勒認為這項新工作令人信服。“它確定了關係，”他說。“綠色植物是生命之樹上最多樣化的分支之一，有 50 萬個物種，大小從浮游單細胞到紅杉樹不等。這篇論文為揭示這個巨大而重要的譜系是如何開始的做出了巨大貢獻。”
但是，儘管 Palmophyllales 很早就與其他植物分離了，但它的大型尺寸可能直到其進化後期才發展出來。萊利亞特說，他很謹慎地稱這種海藻為“多細胞”，因為它的細胞沒有分化並懸浮在堅硬的凝膠中。儘管如此，他說，整個植物具有獨特的結構，包括根狀的固著器、莖和葉片。植物細胞如何相互交流仍然未知。
對於馬里蘭大學學院公園分校的分子系統學家查爾斯·德爾維奇，以及支援這項工作的組裝綠色藻類生命之樹專案的主要研究人員之一來說，結果表明，儘管綠藻孕育了所有陸地植物，但人們對綠藻的瞭解仍然很少。
“我們仍然需要對這些譜系進行更多的取樣，”德爾維奇說。“我認為生命之樹將變得更加灌木叢化。”
本文經許可轉載，並於2016年5月9日首次發表。