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由于Sonic the Hedgehog基因'人类四肢'由鲨鱼鳍发展而来'

2017-01-14 03:18:03 

体育

科学家认为人类的肢体是从鲨鱼的鳃发展而来 - 这要归功于以刺猬索尼克命名的基因

这项发现来自对冰刀的分析,这是一种与鲨鱼很相似的软骨鱼

与腮腺一样,四肢发育,这要归功于被称为“Sonic hedgehog gene”的重要蛋白质 - 以视频游戏角色命名

这项新发现支持了138年前提出的一种理论,即腿部和手臂由史前鱼鳃发展而来

阅读更多:人体是如何从我们古老的祖先演变而来的有争议的德国解剖学家Karl Gegenbaur于1878年提出了有争议的观点 - 但由于缺乏化石证据而被广泛驳回

现在专家们认为,Sonic hedgehog基因决定了每个手指的身份,并且保持了肢体骨骼的生长 - 反映出了被称为“鳃光线”的滑板鳃的支撑结构

这项发表在“发展”杂志上的研究表明,格根鲍尔理论的某些方面事实上可能是正确的,并且可以更好地理解颌下脊椎动物(包括人类在内的动物群)的起源

剑桥大学动物学家Andrew Gillis博士说:“Gegenbaur研究了这些鳃射线与鳃弓连接的方式,并注意到它与鳍和肢体骨骼与肩关节的连接方式非常相似

”鳃射线像一系列的手指延伸到鲨鱼鳃弓的一侧

“Sonic hedgehog基因在滑冰胚胎中发育鳃弓和鳃部光线时具有与哺乳动物胚胎发育肢体相同的两个功能,这一事实可能有助于解释Gegenbaur如何在鳍的起源问题上达成他有争议的理论和四肢“

在哺乳动物胚胎中,Sonic hedgehog基因在发育的早期阶段建立了肢体的轴

吉利斯医生解释说:“例如,在一只手中,索尼克刺猬告诉肢体哪一侧是拇指,哪一侧是小拇指

”在发展的后期阶段,Sonic刺猬确保肢体长到全尺寸

为了测试基因在冰鞋胚胎中的功能是否相同,他的研究人员在发育过程中的不同时刻阻断了Sonic hedgehog

如果它早期中断,腮弓形成在鳃弓的错误一侧,而当这种情况发生在后面的时候,这种情况出现的次数减少了,而那些确实出现在正确的一侧的结果显示出这种基因在这里以非常相似的方式起作用在发展中的四肢

吉利斯博士说:“极端情况下,这些实验可以解释为证​​据分支与鳃弓共有遗传程序,因为鳍和四肢是由Gegenbaur提出的,通过在祖先脊椎动物中鳃弓变形而演变的

”然而,它也可能是这些结构分开发展,但重新使用了相同的预先存在的遗传程序

“没有化石证据,这仍然是一个谜,在没有鳍的物种之间的化石记录存在差距,然后突然物种与成对的鳍 - 所以我们不能确定配对附属物是如何进化的

”与其他鱼类如鲨鱼类软骨鱼类不同,溜冰鞋和rays鱼有一系列保护鳃的皮瓣,并由软骨拱支撑,并附有指鳃附着的附属指状物

吉利斯博士说:“无论哪种方式,这都是一个令人着迷的发现,因为它为鳃和四肢之间的基本进化关系提供了证据

”虽然古生物学家寻找化石来重建解剖学的进化历史,但我们正在有效地尝试重建控制解剖学发展的基因计划的进化历史“

配对的附属物,如人类的手臂和手,是区分下颌脊椎动物和其他群体的关键解剖特征之一,吉利斯博士说:”有很多试图了解下颌脊椎动物起源的兴趣,以及鳍和四肢等新颖特征的起源

“我们正在学习的是许多新颖的功能可能不是从头开始突然出现的,而是通过调整和重新使用相对较少的古代发展计划

”研究人员通过比较涉及冰鞋不寻常鳃和哺乳动物四肢发育的更多基因的功能,进一步测试Gegenbaur的理论