精子的进化起源可以追溯到多细胞动物之前

精子的进化起源可以追溯到所有活体动物的单细胞祖先。

几乎所有动物的生命周期都处于单细胞阶段，涉及两种类型的性细胞或配子。卵子是含有遗传物质和早期发育资源的较大细胞，而精子将遗传物质从体内运输出来，找到卵子并与其融合以产生受精卵。

“精子携带着让生命从一代传到下一代的机制，”阿瑟·马特说 在剑桥大学。 “它保留了 7 亿多年的进化痕迹，很可能与动物本身的起源有关。我们想追溯这段漫长的进化故事，以了解精子的来源。”

Matte 和他的同事使用了开放科学数据集，其中包含有关构成 32 种动物（包括人类）精子的蛋白质的信息。然后，他们将这些数据与 62 个生物体的基因组结合起来，其中包括一些与动物有关的单细胞群体，使他们能够追踪精子在动物谱系中的多样性。

他们发现，一个由约300个基因家族组成的“精子工具包”构成了最后一个通用精子的核心基因组。

“我们可以看到，甚至在多细胞动物出现之前，早在精子本身出现之前，许多精子机制就已经有了重大创新，”马特说。

他说，这表明精子机制“推动单个细胞的鞭毛”在多细胞动物生命出现之前就已经进化了。

这意味着我们的远古祖先曾经都是在海洋中游泳的单细胞，而精子工具箱首先在游泳的单细胞祖先中形成，早在动物出现之前。

“随着动物发展出多细胞性和细胞特化，它们并不是从头开始发明精子；它们重新利用了这些游泳祖先的身体结构作为精子的基础，”马特说。 “换句话来说，精子并不是多细胞生命的华而不实的新发明；它是建立在单细胞身体计划的基础上，重新用于繁殖。”

研究还表明，导致现代精子巨大多样性的创新主要改变了细胞的头部，而尾部自共同祖先以来几乎没有变化。

研究小组成员阿德里亚·勒博夫 (Adria LeBoeuf) 表示，受精的方式有很多种，一些精子在体内与卵子相遇，另一些则在公海中游泳，也在剑桥大学。 “在这些不同的环境中寻找鸡蛋会有所不同，并且需要不同的机械，”她说。 “但无论你在哪里，你仍然需要游泳，所以尾巴是相当保守的。”

珍妮·格雷夫斯说：“这是一个很好的例子，说明进化如何重塑现有事物，而不是从头开始发明机制。” 在澳大利亚墨尔本的拉筹伯大学。