海葵的外形或许令人感到异样,然而近期科学家们的研究揭示,其体内潜藏着一幅久远的生物“设计图”——这幅图不仅适用于人类,也适用于大多数动物,至今仍被它们所遵循。这一突破性发现或将对现有的进化历史产生颠覆性的影响。
您或许对“两侧对称生物”这一概念感到陌生,然而,您本人正是这一类生物的一员。这类生物的身体结构呈现出沿一个平面(即左右方向)的对称性:无论是蠕虫还是鲸鱼,无论是蚂蚁还是大象,抑或是人类和蜂鸟,它们均属于这一类别。
辐射对称是另一种动物身体构造的主要形式,这种构造意味着生物的体型是围绕一个中心轴线进行排列的。以水母为例,若您尝试去辨别其哪一侧为“正面”,便能更好地领悟这一概念。
许多生物隶属于刺胞动物门,这一门类中包含了诸如水母、海葵以及珊瑚等众多无脊椎动物,它们均具备这种特定的身体结构。
这些类别并未如生物学家所期望的那样界限清晰。尽管海葵被归类为刺胞动物,然而它却显现出了两侧对称的形态,从而引发了一个疑问:这种形态是在何时演化而来的?它经历了多少次演化过程?
为了探寻真相,来自奥地利维也纳大学的研究团队对小星海葵(学名:Nematostella vectensis)进行了深入的实验研究,目的是探究这些生物在胚胎阶段是如何进行生长和发育的。
骨形态发生蛋白,即 BMP,对两侧对称动物的身体构建起着关键作用。它本质上会形成一种浓度梯度,依据发育中的细胞在体内的具体位置,向它们传达应分化为何种组织的指令。
在青蛙以及果蝇等众多两侧对称的动物体内互助县树人高级中学,这种梯度现象实际上是由一种名为脊索蛋白的蛋白质所引起的,它负责将BMP(骨形态发生蛋白)在体内进行运输。
研究团队发现,海葵同样运用了这种BMP穿梭机制。这一发现揭示了该机制在两侧对称动物与刺胞动物分化之前(即超过6亿年前)便已演化为成熟形态。
不仅两侧对称的动物,即便是海葵,也运用穿梭机制来构建自身的身体主轴,这一现象表明,该机制的历史悠久得让人难以置信,正如该研究的主要作者、发育生物学家戴维·莫斯多夫(David Mörsdorf)所言。
这一发现为重新审视早期动物身体结构的演化路径提供了令人振奋的新视角。
这项研究发表在《Science Advances》期刊上。
如果朋友们喜欢,敬请关注“知新了了”!