展示脊椎動(dòng)物體是如何來自單個(gè)細(xì)胞的
一項(xiàng)新的理論旨在解釋復(fù)雜的脊椎動(dòng)物身體及其骨骼,肌肉,神經(jīng)和心血管系統(tǒng)是如何在發(fā)育期間由單個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生的,以及這些系統(tǒng)如何隨著時(shí)間的推移而進(jìn)化。這個(gè)名為胚胎幾何學(xué)的理論是由研究人員和科學(xué)插圖畫家組成的近20年工作的結(jié)晶。
新理論與插圖 - 或“藍(lán)圖”一起出版 - 描述了它如何應(yīng)用于生物物理學(xué)和分子生物學(xué)進(jìn)展中的不同脊椎動(dòng)物器官系統(tǒng)。
根據(jù)Neo-Darwinian理論,隨著時(shí)間的推移選擇隨機(jī)的,偶然的基因突變,導(dǎo)致了主要的進(jìn)化變化。然而,一些研究人員表示,這一理論并沒有令人滿意地解釋完全不同的生命形式的出現(xiàn)及其豐富的復(fù)雜性,特別是在像人類這樣的脊椎動(dòng)物中觀察到的。
由圣地亞哥大學(xué),霍利奧克學(xué)院,常青州立大學(xué)和美國(guó)Chem-Tainer工業(yè)公司的團(tuán)隊(duì)開發(fā)的胚胎幾何學(xué)一般考慮動(dòng)物的復(fù)雜性,特別是脊椎動(dòng)物的身體更多的產(chǎn)品機(jī)械力和幾何定律不僅僅是隨機(jī)基因突變的結(jié)果。
“根據(jù)進(jìn)化生物學(xué)家斯蒂芬杰伊古爾德的建議,多年來已經(jīng)初步嘗試解決這個(gè)問題。但是這些 - 以及其他類似的努力 - 得到了新達(dá)爾文主義解釋的支持者的強(qiáng)烈反對(duì)。自然選擇,“評(píng)論資深作者Stuart Pivar。“我們希望胚胎幾何學(xué)理論能夠激發(fā)各個(gè)領(lǐng)域各種生物學(xué)家的進(jìn)一步研究。”
解剖學(xué)家早就推測(cè),動(dòng)物的復(fù)雜過程中出現(xiàn)的發(fā)展胚胎的-所謂的胚胎-但盡管所有主要類型的動(dòng)物的胚胎階段的詳細(xì)說明中,生物體的復(fù)雜性進(jìn)化和個(gè)體發(fā)育過程中的表達(dá)一直保持神秘的過程-到現(xiàn)在為止。
胚胎幾何學(xué)背后的研究人員已經(jīng)證明,脊椎動(dòng)物胚胎可能是由于囊胚的機(jī)械變形引起的,囊胚是受精卵分裂時(shí)形成的細(xì)胞球。當(dāng)這些細(xì)胞增殖時(shí),球體積和表面積增加,改變其幾何形狀。該理論認(rèn)為,囊胚保留了由卵的前三個(gè)分區(qū)產(chǎn)生的原始八個(gè)細(xì)胞的幾何形狀,它們本身決定了脊椎動(dòng)物體的三個(gè)軸。
在他們的新論文中,他們提供了24個(gè)示意圖 - 或“藍(lán)圖” - 顯示肌肉骨骼,心血管,神經(jīng)和生殖系統(tǒng)如何通過幾何圖案的機(jī)械變形形成。這些插圖解釋了脊椎動(dòng)物身體在進(jìn)化時(shí)間和個(gè)體胚胎發(fā)生過程中如何從單個(gè)細(xì)胞中合理地產(chǎn)生。
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