趋同进化是进化生物学领域的研究热点，它是指亲缘关系较远的生物因栖居于相同的生活环境而演化形成相似的形态特征或生理表型的现象，通过趋同进化研究可以揭示物种适应特殊环境的生物学本质。
深海热液区是一个高温、高压、重金属胁迫的极端环境区域，环境条件恶劣，本不适合生物生存与生长，而深海探测发现多种甲壳动物却是该区域的优势种群，它们大规模繁衍，并进化出了异于浅海物种及其他深海环境物种的相似表型，如白色体色和化能合成的营养代谢能力。然而，目前关于这些相似表型的遗传机制的趋同性却鲜有研究。
研究人员以公共数据为基础，开展大数据深度挖掘，通过对4个深海和10个浅海十足目甲壳动物的比较转录组学分析，发现了深海物种趋同进化的关键分子证据。系统发生分析显示这些深海物种起源于不同祖先，其相似表型的产生并非直系遗传。进一步分析发现发现，深海物种中SNARE介导的膜泡运输通路是受很强的正选择和平行进化的通路，其大分子特异性运输的功能在化能合成营养代谢过程中扮演着重要角色，且能量代谢和蛋白质合成与加工相关基因的趋同进化也与化能合成的营养机制密切相关。深海热液甲壳动物白色体色的形成则与甲壳蓝蛋白基因家族的收缩以及低虾青素含量有关。
近年来，李富花研究组围绕甲壳动物环境适应性进化进行了系统研究，为甲壳动物环境适应分子机制解析及经济物种分子遗传育种提供了重要的理论依据。
中科院实验海洋生物学重点实验室袁剑波副研究员为论文第一作者。研究得到了“科学”号高端用户项目、国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目联合资助。
十足目甲壳动物系统发生树
基因和基因家族趋同进化分子证据
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.15610
Jianbo Yuan, Xiaojun Zhang, Yi Gao, Xiaoxi Zhang*, Chengzhang Liu, Jianhai Xiang, and Fuhua Li*. Adaptation and molecular evidence for convergence in decapod crustaceans to deep-sea hydrothermal vent environments. Molecular Ecology. 2020, 29:3954–3969.
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