浸大团队破解玻璃扇贝基因组：揭示深海极端适应与外共生机制

由生物系邱建文教授带领的研究团队，成功绘制出深海玻璃扇贝（Catillopecten margaritatus）的高质量染色体级别基因组图谱。研究发表於《自然 - 通讯》，揭开了这种独特盲眼软体动物得以在极端深海烃冒泄区，又称冷泉，繁衍的基因蓝图。 

冷泉属於极端的深海环境，漆黑一片，具高静水压及富含毒性化学流体等特徵。然而，这里却孕育著倚赖化学合成维持的活跃生态系统 —— 特化的细菌能将硫化氢等有毒化合物转化为有机物。此玻璃扇贝堪称演化史的奇迹，因为它是目前已知唯一一种在鳃表面共生硫氧化细菌的扇贝类群。这种「外共生」关系构成了至关重要的链结：细菌为扇贝制造食物，而宿主则向细菌提供不可或缺的代谢资源。

浅水区的扇贝向来以其边缘排列整齐、构造复杂的微型凹面镜眼睛而闻名，然而这种深海玻璃扇贝却完全没有眼睛。它们生活在阳光绝迹、深度约1,400 米的深海中，视觉系统在该处已不再发挥作用。邱教授团队的基因组分析显示，玻璃扇贝重新调配了其演化。虽然它们仍保留了与眼睛发育相关的古老基因通路和关键转录因子，但绝大多数的光感受基因已经遗失，取而代之的是显著延长的侧边触手。这代表了其感官从视觉追踪向高度发达的触觉与化学环境感知的深刻转变。 

为了管理其身上的细菌「乘客」并在恶劣环境中生存，玻璃扇贝的基因组经历了重大调整。它们并没有发具攻击性的免疫反应来清除外来细菌，其基因组反而展现出高度特化的先天免疫机制，专门用於识别并接纳鳃部的特定共生细菌。此外，扇贝还采取了降低壳体钙化的策略，以在缺乏碳酸盐的深海中节省能量，并拥有强大的硫化物解毒通路。这其中包括受到正向选择的 SQOR 基因，能有效保护其脆弱的组织免受环境毒素的侵害。 

经由追溯此扇贝的演化树，研究人员确定该类群早在约 4.106 亿年前的早泥盆纪时期就与浅水扇贝分道扬镳，这远早於其建立细菌共生关系的时间。这显示其祖先在进入深海环境前就已经具备了预适应能力。而玻璃扇贝在维持共生关系的同时，依然保留了祖先捕食性摄食的能力。这种被称为「兼养型」的双重生活方式提供了一个极具价值的演化模型，向世人展示了生物是如何逐步开拓并适应深邃而神秘的海洋腹地。

论文原文： https://www.nature.com/articles/s41467-026-71169-6
邱教授研究简介： https://scholars.hkbu.edu.hk/en/persons/QIUJW