浸大團隊破解玻璃扇貝基因組：揭示深海極端適應與外共生機制

由生物系邱建文教授帶領的研究團隊，成功繪製出深海玻璃扇貝（Catillopecten margaritatus）的高質量染色體級別基因組圖譜。研究發表於《自然 - 通訊》，揭開了這種獨特盲眼軟體動物得以在極端深海烴冒洩區，又稱冷泉，繁衍的基因藍圖。 

冷泉屬於極端的深海環境，漆黑一片，具高靜水壓及富含毒性化學流體等特徵。然而，這裡卻孕育著倚賴化學合成維持的活躍生態系統 —— 特化的細菌能將硫化氫等有毒化合物轉化為有機物。此玻璃扇貝堪稱演化史的奇蹟，因為牠是目前已知唯一一種在鰓表面共生硫氧化細菌的扇貝類群。這種「外共生」關係構成了至關重要的鏈結：細菌為扇貝製造食物，而宿主則向細菌提供不可或缺的代謝資源。

淺水區的扇貝向來以其邊緣排列整齊、構造複雜的微型凹面鏡眼睛而聞名，然而這種深海玻璃扇貝卻完全沒有眼睛。牠們生活在陽光絕跡、深度约1,400 米的深海中，視覺系統在該處已不再發揮作用。邱教授團隊的基因組分析顯示，玻璃扇貝重新調配了其演化。雖然牠們仍保留了與眼睛發育相關的古老基因通路和關鍵轉錄因子，但絕大多數的光感受基因已經遺失，取而代之的是顯著延長的側邊觸手。這代表了其感官從視覺追蹤向高度發達的觸覺與化學環境感知的深刻轉變。 

為了管理其身上的細菌「乘客」並在惡劣環境中生存，玻璃扇貝的基因組經歷了重大調整。牠們並沒有發具攻擊性的免疫反應來清除外來細菌，其基因組反而展現出高度特化的先天免疫機制，專門用於識別並接納鰓部的特定共生細菌。此外，扇貝還採取了降低殼體鈣化的策略，以在缺乏碳酸鹽的深海中節省能量，並擁有強大的硫化物解毒通路。這其中包括受到正向選擇的 SQOR 基因，能有效保護其脆弱的組織免受環境毒素的侵害。 

經由追溯此扇貝的演化樹，研究人員確定該類群早在約 4.106 億年前的早泥盆紀時期就與淺水扇貝分道揚鑣，這遠早於其建立細菌共生關係的時間。這顯示其祖先在進入深海環境前就已經具備了預適應能力。而玻璃扇貝在維持共生關係的同時，依然保留了祖先捕食性攝食的能力。這種被稱為「兼養型」的雙重生活方式提供了一個極具價值的演化模型，向世人展示了生物是如何逐步開拓並適應深邃而神秘的海洋腹地。

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