七鰓鰻——魚中的“吸血鬼”，經(jīng)常利用一排排放射狀的鋒利牙齒深入宿主的皮膚，吸取血液和其他液體作為食物。漁民們對它們深惡痛絕，然而對美國加州理工學(xué)院的科學(xué)家來說，這些可怕的魚為脊椎動物的進(jìn)化和成功提供了重要的線索。
七鰓鰻沒有上下頜，因為它們是地球上最原始的脊椎動物，將其與其它脊椎動物進(jìn)行比較，可以讓我們了解隨著時間的推移，上下頜以及頭部的其他結(jié)構(gòu)是如何進(jìn)化的。這對于理解捕食等嚴(yán)重依賴頜骨力量的行為具有重要意義。
近日，加州理工學(xué)院的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，一種名為神經(jīng)嵴細(xì)胞的干細(xì)胞可能有助于解釋脊椎動物是如何逐漸進(jìn)化出一個越來越高效的頭部，進(jìn)而幫助它們成為捕食者的。神經(jīng)嵴細(xì)胞起源于發(fā)育中的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，此后會在整個胚胎中遷移。它們在頜骨以及頭面部其他重要部位的發(fā)育過程中起著重要的作用，這使其成為研究脊椎動物頭部進(jìn)化過程的良好候選者。
“七鰓鰻就像活化石，我們可以通過它們猜測原始脊椎動物的樣子?！边@項研究的通訊作者M(jìn)arianne Bronner說，“在20世紀(jì)80年代，有人提出，神經(jīng)嵴是脊椎動物的發(fā)明，是它使獲得‘新頭’成為了可能。我們想通過研究七鰓鰻的神經(jīng)嵴基因來驗證這一點。”
這項研究由博士后學(xué)者M(jìn)egan Martik領(lǐng)導(dǎo)，研究人員首先比較了七鰓鰻和雞胚胎神經(jīng)嵴的基因組成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，七鰓鰻的神經(jīng)嵴細(xì)胞缺乏鳥類和哺乳動物頭部神經(jīng)嵴中存在的重要基因，而這些基因?qū)τ谛纬上耦M骨這樣的高級結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。
研究小組想知道神經(jīng)嵴最終是如何獲得這些基因的。為此，他們研究了有頜骨動物的神經(jīng)嵴基因，如鯊魚和斑馬魚，它們在七鰓鰻之后、但在雞和其他鳥類之前進(jìn)化。Martik和她的同事們發(fā)現(xiàn)，隨著脊椎動物生命樹和新物種的進(jìn)化，神經(jīng)嵴系統(tǒng)中基因的逐漸增加創(chuàng)造了有助于使頭部更加復(fù)雜的遺傳程序。
責(zé)任編輯:萬琳
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