中大新闻中心
中大建多足类动物基因库 揭开蜈蚣与千足虫在行为上存在差异的奥秘
香港中文大学（中大）生物学团队完成九个蜈蚣及千足虫的基因组测序及比对分析，建立首个大型多足类动物基因库，当中六个基因组为近日最新成果。研究团队亦进一步揭示多项遗传基因变化导致蜈蚣与千足虫分别演化成掠食及腐食性两种不同的物种，为节肢类动物的基因演化提供重要见解。研究成果现已刊登在著名学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。
蜈蚣及千足虫属于多足类（myriapods）节肢动物，myriapods一词在古希腊有「一万条腿」的意思。全球至今已发现近一万六千种多足类，牠们为泥土及森林提供养分，身负维持生态系统平衡及养分循环的重任。然而，相比其他节肢动物物种，多足类一直备受科学界忽略。
中大生命科学学院副教授许浩霖教授自2013年起领导研究团队从事多足类动物研究。他是全球第一个发布多足类动物基因组（蜈蚣）研究团队的成员，其后亦带领中大团队建构首个千足虫基因组。
许教授形容：「这些多足类动物基因组分析揭示了蜈蚣及千足虫是由共同祖先分化而来。牠们其后不断演化，生活方式出现显著差异：蜈蚣是掠食性，会利用其毒液杀死猎物；千足虫则以进食腐木、腐植质维生。我们的工作为揭示两个物种差异背后的遗传性原因提供重要基础。」
基因转移导致生态特徵的差异
是次研究取得一个有趣的发现，或可解释蜈蚣和千足虫的生活方式差异。团队在分析基因组时发现蜈蚣从祖先遗传了负责讯息传递的基因，这解释了为何蜈蚣在运动机能及感官功能上较千足虫优胜，促成了其演变成掠食性动物。
此外研究亦发现，在蜈蚣及千足虫演化过程中，各自的祖先都曾经出现水平基因转移（horizontal gene transfer，HGT），即这些动物的部分基因转移自细菌。部分经转移的基因能够一步推论出为何蜈蚣的钳状前肢带有毒性来捕杀猎物，而草食性千足虫以落叶为主食，担当著营养循环的角色。
千足虫荷尔蒙基因缺失造成不同的生理结构
除生态特徵外，团队又发现一种荷尔蒙基因或促成蜈蚣及千足虫在演化过程中发展出明显不同的身体结构。研究发现，现存的蜈蚣体内仍带有由共同祖先遗传下来的关键生长酵素，这种酵素可产生倍半萜类激素（sesquiterpenoid hormones）来调节动物生长和繁殖；但现代的千足虫已经完全失去这种酵素。
论文第一作者苏玮乐博士说：「是项研究是我们重构动物的基因演化史的第一步，相信我们将来会取得更多的研究成果。」
许教授补充：「未来，我们除了继续探索更多生物学和基因学背后隐藏的讯息，还需要充分了解这些被人们所忽视的生物物种在土壤及森林生态系统所担当的角色。我们希望更深入了解这些陆地生物的形态、气候变化对牠们的影响，以及牠们对维持养分循环的贡献，最终或许能将相关成果应用在农业上，解决粮食问题。」
砖红厚甲马陆（左）与霍氏绕马陆（右）是两种香港常见的千足虫品种。砖红厚甲马陆经常在雨后出没；霍氏绕马陆多于温暖潮湿的天气出没，常见于农田、行山径及郊外地方。
除了2013年全球首个多足类动物基因组外，中大研究团队负责其余八种多足虫的基因测序，牠们都是香港野外常见或容易购买的野生品种，包括五种千足虫（A: 霍氏绕马陆、B: 砖红厚甲马陆、C: 球马陆属、D: 姬马陆、E: 多节日本带马陸）及三种蜈蚣（F: 石蜈蚣、G: 无棱卫蜈蚣、H: 花蚰蜒）。
许浩霖教授（右）与他的研究团队：（左起）农文燕先生、谢逸纯博士、苏玮乐博士及叶浩然先生
苏玮乐博士正在观察从野外採集的蜈蚣样本。
中大建多足类动物基因库 揭开蜈蚣与千足虫在行为上存在差异的奥秘
香港中文大学（中大）生物学团队完成九个蜈蚣及千足虫的基因组测序及比对分析，建立首个大型多足类动物基因库，当中六个基因组为近日最新成果。研究团队亦进一步揭示多项遗传基因变化导致蜈蚣与千足虫分别演化成掠食及腐食性两种不同的物种，为节肢类动物的基因演化提供重要见解。研究成果现已刊登在著名学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。
蜈蚣及千足虫属于多足类（myriapods）节肢动物，myriapods一词在古希腊有「一万条腿」的意思。全球至今已发现近一万六千种多足类，牠们为泥土及森林提供养分，身负维持生态系统平衡及养分循环的重任。然而，相比其他节肢动物物种，多足类一直备受科学界忽略。
中大生命科学学院副教授许浩霖教授自2013年起领导研究团队从事多足类动物研究。他是全球第一个发布多足类动物基因组（蜈蚣）研究团队的成员，其后亦带领中大团队建构首个千足虫基因组。
许教授形容：「这些多足类动物基因组分析揭示了蜈蚣及千足虫是由共同祖先分化而来。牠们其后不断演化，生活方式出现显著差异：蜈蚣是掠食性，会利用其毒液杀死猎物；千足虫则以进食腐木、腐植质维生。我们的工作为揭示两个物种差异背后的遗传性原因提供重要基础。」
基因转移导致生态特徵的差异
是次研究取得一个有趣的发现，或可解释蜈蚣和千足虫的生活方式差异。团队在分析基因组时发现蜈蚣从祖先遗传了负责讯息传递的基因，这解释了为何蜈蚣在运动机能及感官功能上较千足虫优胜，促成了其演变成掠食性动物。
此外研究亦发现，在蜈蚣及千足虫演化过程中，各自的祖先都曾经出现水平基因转移（horizontal gene transfer，HGT），即这些动物的部分基因转移自细菌。部分经转移的基因能够一步推论出为何蜈蚣的钳状前肢带有毒性来捕杀猎物，而草食性千足虫以落叶为主食，担当著营养循环的角色。
千足虫荷尔蒙基因缺失造成不同的生理结构
除生态特徵外，团队又发现一种荷尔蒙基因或促成蜈蚣及千足虫在演化过程中发展出明显不同的身体结构。研究发现，现存的蜈蚣体内仍带有由共同祖先遗传下来的关键生长酵素，这种酵素可产生倍半萜类激素（sesquiterpenoid hormones）来调节动物生长和繁殖；但现代的千足虫已经完全失去这种酵素。
论文第一作者苏玮乐博士说：「是项研究是我们重构动物的基因演化史的第一步，相信我们将来会取得更多的研究成果。」
许教授补充：「未来，我们除了继续探索更多生物学和基因学背后隐藏的讯息，还需要充分了解这些被人们所忽视的生物物种在土壤及森林生态系统所担当的角色。我们希望更深入了解这些陆地生物的形态、气候变化对牠们的影响，以及牠们对维持养分循环的贡献，最终或许能将相关成果应用在农业上，解决粮食问题。」
