研究人员为疟疾寄生虫建立了最全面的生命树

由美国自然历史博物馆领导的一项新研究提出了迄今为止最全面的疟疾寄生虫生命树。众所周知，人类健康具有毁灭性的祸害，已知有5种感染人类，有500多种疟疾感染了哺乳动物，鸟类和爬行动物。今天发表在“皇家学会开放科学”杂志上的研究人员的研究结果显示，多种疟疾寄生虫属疟原虫(包括那些感染人类的物种)由几种远缘相关的进化谱系组成，并且从分类学的角度来看，许多物种应该改名。

“影响人类疾病的许多问题涉及传染性生物进化和适应的能力，”共同作者Susan Perkins说，他是博物馆无脊椎动物学部的策展人，也是博物馆Sackler比较基因组学研究所的首席研究员。“我们将无法完全理解人类感染疟疾的寄生虫- 并且可能开发出独特的方法来对抗它们 - 直到我们更多地了解它们的进化历史。”

绘制疟疾寄生虫关系的定位在多个层面上具有挑战性。这些寄生虫中的许多是稀有的并且难以取样，并且适合于感染特定物种例如新几内亚的单一类型的绿色石龙子或非洲偏远森林的蝙蝠。疟疾寄生虫也具有特殊的DNA：虽然大多数生物体在构成基因组的四种化学碱基(A，C，T和G)中具有相对均匀的比例，但这些寄生虫的DNA严重偏向A(腺嘌呤)和T (胸腺嘧啶)夫妇，其基因组的80%仅由这两个碱基组成。然而，这些偏倚在这些寄生虫的多样性中并不均匀，并且不考虑这些不同的比例可能导致结果偏差。由博物馆理查德·吉尔德研究生院的比较生物博士学位学生Spencer Galen领导的研究人员找到了解决这一现象的方法。与博物馆研究员Janus Borner密切合作，在汉堡大学期间，他们为该群体开发了新的遗传标记，他们能够包括来自深层进化谱系的疟疾物种 - 如那些感染鹿，乌龟，蝙蝠和许多鸟类的疟疾物种 - 这些物种在以前的分析中都缺失了。得到的树从8个目前公认的属中采集了58种疟疾物种，包括来自20多个基因的DNA序列数据，是同类中最全面的。

该团队最令人惊讶的发现是，疟原虫属由几个不是彼此最亲近的群体组成，因此，从分类的角度来看，许多物种应该重新命名。重要的是，这会影响恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)，这是人类最致命的疟疾种类。因为它与定义疟原虫的所谓“类型物种”在一个单独的组中，恶性疟原虫应该得到一个新名称 - 但它并不是那么简单。

“如果我们研究了一组鱼类或甲虫，我们就会将它们分开并将它们放入新的属中，”帕金斯说。“但基于我们的树来做这件事将涉及改变世界上最致命的原生动物寄生虫的名称，并且有太多的惯性对我们起作用。在这种情况下我们必须是坏的分类学家并让它继续被称为疟原虫“。

研究人员确实建议科学家对这一群体采用新的说法。他们建议科学家应该更加具体并使用亚属名称，而不是广泛地提及疟原虫。这是因为进化树显示并非所有这些寄生虫都是由蚊子传播或在红细胞内复制 - 这是疟原虫的两个关键特征。此外，其他违反此定义的寄生虫与人类寄生虫和用于研究实验室疾病的模型物种混合在一起，包括感染小鼠的那些。

该研究还重点讨论了疟疾寄生虫通过采血昆虫载体跳入主要脊椎动物群体，特别是哺乳动物的次数。

“疟疾寄生虫对脊椎动物定植的具体细节一直备受争议，”盖伦说。“我们发现支持疟疾寄生虫一次跳到哺乳动物身上的想法。”

该研究证实了先前将疟疾寄生虫的起源与鸟类(可能包括一些恐龙)联系在一起的工作。然后寄生虫跳跃到哺乳动物，然后是鸟类和爬行动物的二次定植。该研究还支持显示蝙蝠是疟疾寄生虫谱系戏剧性多样化的主要驱动因素的工作。作者建议还有很多工作要做，可能还需要更多的名称更改。2016年，帕金斯和其他人报告了来自白尾鹿的疟疾寄生虫。目前的研究表明，这些和其他感染有蹄哺乳动物的人应该得到一个新名字。从加利福尼亚的火鸡秃鹫中分离出的疟疾寄生虫也不同于在鸟类中发现的任何其他物种，也可能是新属。

“疟疾寄生虫比大多数人意识到的要多得多，而我们绘画的画面显示出另一种复杂程度，”盖伦说。“我们真的需要对疟疾寄生虫分类学进行广泛评估。”

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