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院的科學家來說，這些可怕的魚為脊椎動物的進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構是如何進化的。這對于理解捕食等嚴重依賴頜骨力量的行為具有重要意義。
近日，加州理工學院的科學家們發(fā)現(xiàn)，一種名為神經(jīng)嵴細胞的干細胞可能有助于解釋脊椎動物是如何逐漸進化出一個越來越高效的頭部，進而幫助它們成為捕食者的。神經(jīng)嵴細胞起源于發(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。”這項研究的通訊作者Marianne Bronner說，“在20世紀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者Megan Martik領導，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，結果發(fā)現(xiàn)，七鰓鰻的神經(jīng)嵴細胞缺乏鳥類和哺乳動物頭部神經(jīng)嵴中存在的重要基因，而這些基因對于形成像頜骨這樣的高級結構至關重要。
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雜的遺傳程序。
責任編輯:萬琳
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