실리콘 수송의 혁신이 해면동물에서 바이오실리카화와 골격 진화의 부상을 형성했다.

해면동물은 해수에서 실리카산(dSi)을 포함하여 실리카 골격을 만들 수 있는 유일한 다세포 생물로, 이는 실리카화 단백질을 사용하여 고분자화된다. 섭취는 아쿠아글리세로포린 채널(gAQP)과 비소 배출 펌프(ArsB) 간의 기능적 협력이 필요하며, 이는 놀랍게도 식물에서도 기능하는 dSi 수송 시스템이다. 해면의 gAQP의 실리콘 선택성 필터는 물이 활발한 물질을 대체하는 것으로 나타나, 실리콘 수송 중 물 침투를 줄인다. 201개의 gAQP와 161개의 ArsB 서열의 계통발생학적 분석에 따르면, 이러한 수송체는 원핵생물 기원을 가지며, 실리카화 단백질과 화석화된 실리카 골격이 등장하기 이전의 조상 해면에서 이미 존재하고 있었다. Hexactinellida 계통의 다양화를 통해 gAQP와 ArsB 수송체 간의 기능적 상호 의존성이 동기화된 유전자 복제에 의한 주목할 만한 공진화 형태를 형성했다. 그러나 Demospongiae에서 이러한 공진화는, Heteroscleromorpha 데모스폰지가 수평 유전자 전이를 통해 조상 gAQP를 부분적으로 대체한 미생물 gAQP를 획득하면서 방해받았다. 이러한 획득과 자아형 실리카화 단백질(실리케틴)의 획득은 Heteroscleromorpha의 예외적인 다양화와 일치했다. 반대로 실리카화 단백질을 개발하지 않은 해면 계통(Keratosa, Verongimorpha, Calcarea)이나 캄브리안 이후에 획득한 해면(Homoscleromorpha, Chondrilla)은 gAQP 유전자를 잃었고 ArsB 동형체는 유지하였는데, 이는 dSi 고분자화 기계가 결여된 해면에 대한 수동적 dSi 유입에 대한 선택압을 암시한다. 따라서 dSi를 침전하여 골격을 형성하는 능력은 초기 비골격 해면이 프리캄브리아 대양의 해로운 높은 dSi 농도에 대한 적응적 반응으로서 발생했을 가능성이 높다. dSi 수송체의 진화적 역사와 화석 기록은 이러한 적응이 Porifera 내에서 독립적으로 네 번 진화했음을 지지한다.