科学家在一项新研究中提出，约4.38亿年前发生的一次古老全基因组复制（WGD）事件，可能为蜘蛛纺丝器的出现与演化奠定了遗传基础。纺丝器位于蜘蛛腹部下方，是蜘蛛生产丝并织网的关键器官，被认为与蜘蛛类群的生存与多样化密切相关。

该研究由中国团队完成，成果发表在《科学进展》。研究人员聚焦蜘蛛及其近亲中纺丝器出现的遗传因素，并在分析中锁定一对基因abd-A-1和abd-A-2，认为它们是驱动纺丝器生长的主要基因。

围绕纺丝器的起源，学界长期存在不同观点。既有研究曾将其与基因复制事件联系起来，尤其涉及决定身体前后轴布局的Hox基因以及调控附肢生长的相关基因；也有研究提出蜘蛛及其近亲可能经历过一次全基因组复制，但相关证据一度受到质疑。与此同时，关于纺丝器究竟源自祖先“鳃”还是“腿”的争论也持续存在：一类理论依据蜘蛛发育过程中鳃相关基因的活跃性，提出纺丝器可能起源于祖先的鳃；另一类“腿假说”则认为纺丝器来自祖先的腿部结构。

为进一步厘清上述问题，研究团队为三种早期分支的蜘蛛相关物种——节段蜘蛛、袋网蜘蛛和鞭蝎——构建了染色体级基因组组装，并将其复制基因的测序结果与未经历全基因组复制的蜱虫基因组进行对比。

研究人员报告称，在蜘蛛的同义替代率（Ks）分布中观察到两个明显峰值，而蜱虫仅出现一个峰值；这一差异被解读为蜘蛛拥有两倍数量的对应复制基因片段，与全基因组复制事件的特征相符。研究认为，这次全基因组复制为蜘蛛提供了新的遗传“工具”，使其走上与古老亲属不同的演化路径，并为现代织网能力的形成创造条件。

在器官来源方面，研究团队对蜘蛛胚胎开展单细胞测序，比较不同组织的遗传特征后提出，纺丝器更符合“高度改造的腿部结构”的特征。为进一步验证这一结论，研究人员使用CRISPR-Cas9与RNA干扰（RNAi）等基因操作手段，关闭特异于腿部的dac-1基因；实验观察显示，缺失dac-1的蜘蛛无法正常发育纺丝器。

研究人员表示，这些结果共同指向：古老的全基因组复制事件可能通过重塑蜘蛛基因组，推动了纺丝器等关键演化创新的出现。研究同时提到，对纺丝器遗传机制的理解或可为合成蜘蛛丝的生产提供思路，潜在应用领域包括医疗、纺织与工业。

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