本文來(lái)源于海潮天下（Marine Biodiversity）

▲上圖：瀕危的暗色刺參。攝影：Billy Bensted-Smith/CDF

本文約2100字，閱讀約6分鐘

出品 | 海潮天下

海潮天下（Marine Biodiversity）小編讀到最新報(bào)道，近日，由加拉帕戈斯群島本地學(xué)者、康奈爾大學(xué)博士候選人海梅·奧蒂茲（Jaime Ortiz）領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)，在《自然》旗下的《科學(xué)數(shù)據(jù)》（Scientific Data）雜志上發(fā)表了一項(xiàng)突破性成果：科學(xué)家成功繪制了瀕危物種——暗色刺參的首個(gè)完整基因組圖譜。

暗色刺參（Isostichopus fuscus）是一種廣泛分布于東熱帶太平洋海域的棘皮動(dòng)物，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中扮演著“海底清道夫”的關(guān)鍵角色。從生物學(xué)特征來(lái)看，它們擁有長(zhǎng)圓柱形的肉質(zhì)軀體，通過(guò)管足在海床上緩慢移動(dòng)，并利用觸手?jǐn)z取沉積物中的有機(jī)碎屑和微生物。它們的生命周期始于體外受精，其幼體在經(jīng)歷約2~3的浮游生活后，會(huì)經(jīng)歷變態(tài)發(fā)育并沉降至海底轉(zhuǎn)為底棲生活。

它們是一種生長(zhǎng)相對(duì)緩慢的無(wú)脊椎動(dòng)物，通常得要3~4年才能達(dá)到性成熟，在自然環(huán)境中同步排卵受精來(lái)繁衍后代，并具備極強(qiáng)的器官再生能力以應(yīng)對(duì)捕食壓力。由于極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和長(zhǎng)期過(guò)度捕撈，該物種在墨西哥至厄瓜多爾沿岸的種群數(shù)量急劇下降，已被世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）列為瀕危物種，并受《瀕危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約》（CITES）保護(hù)。

▲上圖：瀕危的暗色刺參（Endangered brown sea cucumber，學(xué)名：Isostichopus fuscus）的近距離特寫。攝影：Joshua Vela

據(jù)報(bào)道，這一進(jìn)展標(biāo)志著全球范圍內(nèi)首次為瀕危海參物種建立起高質(zhì)量的遺傳基準(zhǔn)，為東熱帶太平洋地區(qū)的海洋資源管理提供了從分子層面進(jìn)行精準(zhǔn)保護(hù)的可能性。

查爾斯·達(dá)爾文基金會(huì)的可持續(xù)漁業(yè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人豪爾赫·拉米雷斯（Jorge Ramírez）指出，這種遺傳學(xué)工具讓人們對(duì)種群健康的理解更為深層，有助于科學(xué)界與漁業(yè)社區(qū)達(dá)成共識(shí)，制定出既保護(hù)生態(tài)又兼顧生計(jì)的方案。

▲上圖：暗色刺參（Isostichopus fuscus）采樣位點(diǎn)及分布范圍示意圖。主圖詳細(xì)標(biāo)注了加拉帕戈斯群島內(nèi)的樣本來(lái)源：紅點(diǎn)代表用于PacBio長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序的采樣點(diǎn)（樣本量 N=1），藍(lán)點(diǎn)則代表用于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（RNA-seq）的采樣點(diǎn)（樣本量 N=2）。左下角插圖展示了中南美洲沿岸海域，珊瑚色區(qū)域標(biāo)明了暗色刺參的自然地理分布范圍。右側(cè)附有加拉帕戈斯群島暗色刺參的實(shí)拍圖像，圖源：查爾斯·達(dá)爾文基金會(huì)（Charles Darwin Foundation）的尼古拉斯·莫伊蒂（Nicolas Moity）。論文出處：Ortiz-Pachar, J.D., Ramírez-González, J., Moity, N. et al.

暗色刺參是加拉帕戈斯群島、乃至東熱帶太平洋海域的關(guān)鍵物種，它們?cè)诤５籽h(huán)養(yǎng)分，對(duì)維持珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的健康起到重要作用。同時(shí)，該物種也是當(dāng)?shù)刂匾慕?jīng)濟(jì)資源，每年全球貿(mào)易額約300萬(wàn)美元，市場(chǎng)需求主要來(lái)自亞洲。

然而，由于長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的過(guò)度捕撈，該物種在從墨西哥到厄瓜多爾的漫長(zhǎng)海岸線上曾出現(xiàn)種群崩潰。

盡管加拉帕戈斯群島目前實(shí)行嚴(yán)格的科學(xué)監(jiān)管和手工捕撈準(zhǔn)入制度，但如何更科學(xué)地評(píng)估種群的恢復(fù)能力、適應(yīng)潛力，一直是海洋保護(hù)中的難題。

▼ 海潮天下·往期相關(guān)報(bào)道：
10天通過(guò)353項(xiàng)決定！野生物犯罪升級(jí)，CITES CoP20祭出哪些“撒手锏”？
CITES CoP20達(dá)成歷史性共識(shí)，70余種鯊魚與鰩魚獲最強(qiáng)貿(mào)易保護(hù)
兩赴加拉帕戈斯?jié)撍?，十年?jiàn)證這片海域的改變！生態(tài)攝影師趙宇訪談

▲上圖：受嚴(yán)格監(jiān)管的海參手工捕撈作業(yè)。攝影：Juan Manuel García

在本次基因組組裝中，研究人員采用了PacBio HiFi長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序與Dovetail Omni-C近距離連接技術(shù)。這份基因組圖譜的總長(zhǎng)度約為8.98億個(gè)堿基對(duì)（898.4Mb）。在衡量組裝質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)中，連續(xù)片段N50值（Contig N50）達(dá)到了2150萬(wàn)個(gè)堿基（21.5Mb），支架片段N50值（Scaffold N50）達(dá)到了3690萬(wàn)個(gè)堿基（36.9Mb）。此外，對(duì)核心保守基因庫(kù)的完整性評(píng)估（BUSCO）顯示，該基因組的完整度評(píng)分高達(dá)98.4%。這一高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集揭示了該物種的遺傳全貌，還識(shí)別出了2個(gè)非編碼RNA、22個(gè)獨(dú)特的tRNA以及13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因。

▲上圖：暗色刺參基因組組裝指標(biāo)的可視化概覽。論文出處：Ortiz-Pachar, J.D., Ramírez-González, J., Moity, N. et al.

這一高質(zhì)量的染色體級(jí)別基因組，能夠讓科學(xué)家監(jiān)測(cè)到種群在應(yīng)對(duì)氣候變化、環(huán)境壓力以及捕撈活動(dòng)時(shí)的細(xì)微遺傳變化。與以往僅依賴生物量統(tǒng)計(jì)的監(jiān)測(cè)方法相比，基因組數(shù)據(jù)可以揭示種群內(nèi)部的遺傳多樣性流失情況，幫助管理者識(shí)別出那些具有更強(qiáng)環(huán)境耐受性的個(gè)體，從而優(yōu)化人工增殖或天然種群的修復(fù)策略。

目前全球已知的海參物種超過(guò)1800種，但僅有包括暗色刺參在內(nèi)的8個(gè)物種已經(jīng)有了完整的基因組圖譜，而暗色刺參是其中唯一的瀕危物種。作者團(tuán)隊(duì)指出，這一成果將推動(dòng)海洋資源管理模式的轉(zhuǎn)型——從短期的數(shù)量監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向深度的種群健康評(píng)估。目前，相關(guān)數(shù)據(jù)已通過(guò)開源方式向全球科研人員和政策制定者開放，旨在為更多瀕危海洋無(wú)脊椎動(dòng)物的保護(hù)工作提供參考范式。

基因組學(xué)·新研究

聲明：1）本文僅代表資訊，供讀者參考，不代表平臺(tái)觀點(diǎn)。2）本文已開啟“快捷轉(zhuǎn)載”；3）歡迎專家、讀者不吝指正、留言、賜稿！歡迎有理有據(jù)的不同意見(jiàn)。

文 | 朱瀟瀟

編輯 | 海潮君

排版 | 盧曉雨

時(shí)間 | 2026年3月2日

【參考資料】
感興趣的海潮天下（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的全文：
Ortiz-Pachar, J.D., Ramírez-González, J., Moity, N. et al. A chromosome-level genome assembly for the brown sea cucumber from the Galápagos Islands, Isostichopus fuscus. Sci Data 13, 106 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-025-06422-6

▼ 海潮天下·往期相關(guān)報(bào)道：
●慢性氣候變暖導(dǎo)致魚類生物量每年縮減近20%
●重磅！安德魯·雷恩被任命為《保護(hù)野生動(dòng)物遷徙物種公約》新任掌門人
●法智兩國(guó)海岸線發(fā)現(xiàn)超千個(gè)神秘基因組，31%基因功能從未被記錄
●氣候與基因組學(xué)鎖定伊利湖最強(qiáng)神經(jīng)毒素——石房蛤毒素的藍(lán)藻來(lái)源
●十年內(nèi)測(cè)序所有真核生物？EBP如何靠“GoaT”管住190萬(wàn)物種基因組？
●完整基因組景觀揭示亞洲水牛隱藏的進(jìn)化歷史和選擇信號(hào)

「海潮天下」（Marine Biodiversity）聚焦全球生物多樣性治理，以科學(xué)視角解讀生態(tài)系統(tǒng)奧秘，分享全球前沿研究與自然保護(hù)實(shí)踐，提供學(xué)術(shù)服務(wù)平臺(tái)，助力中國(guó)科研人員參與全球環(huán)境治理。從神秘的深海生物到脆弱的珊瑚礁系統(tǒng)，從極地生態(tài)到可持續(xù)漁業(yè)和陸地生態(tài)系統(tǒng)，從環(huán)境法前沿到塑料污染談判、以及即將生效的BBNJ……我們致力于打造最新、最快、客觀中立、高質(zhì)量的生物多樣性傳播與學(xué)術(shù)橋梁，爭(zhēng)取不辜負(fù)讀者的每一分鐘。歡迎關(guān)注！