人类眼睛的进化长期以来一直被考虑这是生物学中最具挑战性的谜团之一，它引发了人们对将基本的光敏感度转变为复杂的摄影系统所需的步骤顺序的争论。
新的研究表明，脊椎动物视觉的某些组成部分可能并不是随着基因家族传承而逐渐形成的，而是从完全不同的生命分支中“偷来”的。
“至少一项导致脊椎动物眼睛结构形成的创新并不是通过逐步“修补”其他动物中存在的基因而发生的，而是来自通过水平基因转移从细菌中引入新的DNA，”解释加州大学圣地亚哥分校 (UCSD) 的分子生物学家 Matt Daugherty 在 Twitter 上写道。
水平基因转移描述了遗传物质在不同类型生物体之间移动的过程，例如通过基因交换病毒或盗窃细菌。
将我们的精确聚焦、像相机一样的眼睛与无脊椎动物的眼睛区分开来的关键特征之一是感光组织与负责回收光反应分子的细胞的分离。
值得注意的是，无脊椎动物也有令人惊叹的眼睛，因此显然进化出了不同的视力解决方案。我们只依赖IRBP，而它们不依赖，这意味着获得这种细菌基因为我们奠定了一条进化之路，使我们的眼睛成为现在的样子。 7/
— 马特·多尔蒂 (@Daugherty_Lab)2023 年 4 月 10 日
这依赖于在不同细胞之间实际移动称为类视黄醇的分子的机制。高度保守的蛋白质光感受器间视黄醇结合蛋白 (IRBP)根据这项新研究，它起源于5亿多年前突然出现在类似脊椎动物的眼睛中的细菌基因。
IRBP 不仅在无脊椎动物中不存在，而且在任何其他复杂细胞中也没有发现，从树木到阿米巴原虫再到酵母。我们拥有的基因的唯一记录与编码 IRBP 的序列相似的序列来自细菌。
麻省理工学院分子生物学研究生 Chinmay Kalluraya 及其同事分析了 900 多个基因组，能够查明该基因在脊椎动物谱系中的出现情况。这与5亿多年前脊椎动物眼睛的出现相吻合。
似乎所有有脊椎动物的祖先偷走了细菌的原始基因，经过许多代的自然选择，复制其代码并塑造其类维生素A运输功能。
尽管它在脊椎动物视觉中只发挥一小部分，但新成分可以在生物圈的完全不同部分之间滑动这一事实为解释许多复杂的生物过程提供了新的可能性。另一个例子是哺乳动物胎盘形成所必需的一种蛋白质，称为合胞素。这种蛋白质的基因起源于逆转录病毒。
“与现有基因的进化或所谓的修补不同，外来遗传物质的获取有可能通过提供直接的功能新颖性来强调真核进化，”该团队解释在他们的论文中。
随着越来越多的基因组被测序，研究人员怀疑我们会在进化史上发现更多水平基因转移的例子。
“微生物（包括病毒）的 DNA 以奇怪且令人惊讶的方式塑造了动物的进化，”说多尔蒂。
这项研究发表于美国国家科学院院刊。
