【科普好剧】生命大跃进，生物进化群星闪耀的时刻

2016-04-02 雯琦生物医学互助平台

一提到进化，生物狗可能会瞬间想到下面的图谱，脑中一系列建树流程开始高速运转。三年画了n张这种图，刚脱离苦海，你还要和我安利关于进化的纪录片？！我真的很想脱鞋打人啊！

图片引自《Genome Biology》

咳咳，大家莫冲动，我们接着说。

今天想要和大家安利的是日本NHK的特别节目——《生命大跃进》，讲述了通过NGS等一系列技术研究近四十亿年间的生命进化历程。日剧女神新垣结衣也有加盟，剧中一人分饰姐妹两角。

剧中，新垣结衣饰演的古生物学家姐姐在家里搭建了一个进化树，只要触碰树上任意按钮，那个时代的动物就会出现。配上妹妹时不时夸张的表情，纪录片也能有蠢萌蠢萌的效果。（完整视频见文章最末）

除了邀请女神加盟，提升科普美感。制片方在技术呈现、资料搜集以及特效制作方面也一点都不含糊。多项成果均是近几年发表的，运用了大量计算机动画模拟进化过程。

纪录片主要分为三个部分，眼睛的诞生、母爱的诞生以及智慧的诞生。

PART 1 眼睛的诞生

根据剧中的描述，动物眼睛的形成是经过了两次大跃进。一是从植物获得了感光基因，开始可以分辨明暗；二是基因多倍化，不同拷贝出现功能分化，并进而形成更多更复杂的器官。

关于眼睛的第一个迷——来源

猜想：浮游植物进入到动物的生殖细胞里，植物的DNA开始在动物中扩散，历经数亿年，动物获得了光感应基因。

地球至诞生生命后，生命有超过30亿年以上都仅停留在看不见的微生物阶段。直到寒武纪（距今约5亿年前）才诞生了各种各样的眼睛。有的生物，利用眼睛捕获猎物；有的利用眼睛发现敌人位置，提前做好防御。于是在激烈的竞争中，眼睛便成了生物生存必不可少的武器。

水母属于第一批有着进化眼睛的动物。位于其伞状边缘白色的小点既是眼睛。

现代眼睛进化发育学说的奠基人Walter Gehring教授和日本五条堀孝教授对眼睛的进化过程进行过深入研究。他们发现水母的眼睛形态竟然和植物（涡鞭毛藻）历经数亿光年进化形成的光感应器相同。

而且通过进一步DNA测序分析发现，动物眼睛不可或缺的视紫质基因也存在于涡鞭毛藻中。也就是说，有可能是涡鞭毛藻上这种感知光的基因转移到了水母基因组中，使水母有了眼睛。

植物基因转移到动物基因组中不仅仅是个例。在波士顿近郊浅滩有一种海牛，因为体内拥有叶绿体可以进行光合作用，所以哪怕不进食也可以依靠沐浴阳光存活。

这种跨域物种壁垒的基因转移，真是超越了以往常识，革命性的假设！

关于眼睛的第二个迷——色彩

猜想：脊椎动物的祖先进化到人类为止，大约在5亿年间某个时期，发生了基因多倍化，不同的拷贝出现了功能分化，并进而形成更多更复杂的器官。

我们脊椎动物的始祖皮卡虫拥有原始眼睛，只能感知明暗，无法看到物体的形状。而同样是脊椎动物，邓氏鱼却拥有和现在与人构造相同的眼睛，视觉敏锐。脊椎动物又是如何一步步进化，直到可以清楚的看到五彩斑斓的世界呢？

文昌鱼的基因与皮卡虫高度相似，因而常被作为原始脊椎动物代表研究。通过对比文昌鱼与人类的DNA，发现很多与眼睛相关的基因都存在数量差异，如形成眼睛基本构造的HOX13基因，文昌鱼有1个，人类有4个；而对于眼睛形成不可缺少的EYA4基因，同样文昌鱼有1个，人类有4个。

也就是说，像文昌鱼这样的形态的祖先，进化到人类为止，大约在5亿年间某个时期，发生了基因多倍化，不同的拷贝出现了功能分化，并进而形成更多更复杂的器官。

这种基因多倍化的特殊潜在力，与其后继续衍生出的全新器官和不断增强的生存能力，正是改变我们祖先命运的大跃进！

其实关于眼睛这类复杂器官的进化是进化论上的一个难点，为了进一步说明进化历程，这里引用知乎某位匿名用户的一个答案：

讲了这么多，大家最期待的视频来啦！我知道你肯定不是（Yi Ding Shi）冲着新恒结衣点开的，大家都是热爱生物的好同志！！

豆瓣网评：