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      腸道的進(jìn)化起源
      
			
      
				2019-05-28 09:31:59
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      腸道，皮膚和肌肉組織是如何進(jìn)化的?這個(gè)問題涉及科學(xué)家一個(gè)多世紀(jì)。通過調(diào)查海葵(一種非常古老的動(dòng)物世系)的胚胎發(fā)育，維也納大學(xué)的研究人員現(xiàn)在得出結(jié)論，這些結(jié)論挑戰(zhàn)了150年來形成的胚層的同源性(共同進(jìn)化起源)的假設(shè)所有后來的器官和組織。
      

      腸道的進(jìn)化起源
      

      根據(jù)一個(gè)有150年歷史的假設(shè)，我們體內(nèi)的所有組織和器官都來自早期胚胎發(fā)育過程中建立的三個(gè)胚層之一。這種“胚層假說”指出皮膚和神經(jīng)系統(tǒng)來自外外胚層，腸道和一些內(nèi)部器官，如胰腺，來自內(nèi)胚層，而肌肉和性腺來自中間層，即中胚層。早期，研究人員注意到不同動(dòng)物群體中胚層數(shù)量的根本差異。
      

      雖然大多數(shù)動(dòng)物，如人類，昆蟲和蠕蟲，都是從三個(gè)胚層發(fā)育而來的，但刺胞動(dòng)物(珊瑚，?？蚝ｒ?缺乏中間層，在發(fā)育過程中和整個(gè)生命過程中只有兩個(gè)細(xì)胞層。中胚層作為第三中間胚層的出現(xiàn)被認(rèn)為是復(fù)雜動(dòng)物進(jìn)化過程中的關(guān)鍵事件。然而，到目前為止，中胚層是如何進(jìn)化的，以及兩個(gè)刺猬胚層如何與大多數(shù)其他動(dòng)物的三層相關(guān)，這是有爭議的。來自維也納大學(xué)分子進(jìn)化與發(fā)展系Ulrich Technau實(shí)驗(yàn)室的新出版物提供了一個(gè)關(guān)于胚層發(fā)育的全新觀點(diǎn)。
      

      最內(nèi)部的腸道形成內(nèi)胚層一直被認(rèn)為是刺胞動(dòng)物和其他動(dòng)物之間的進(jìn)化相關(guān)。在他們的研究中，Technau及其同事現(xiàn)在通過追蹤消化酶產(chǎn)生細(xì)胞的胚胎起源以及?？心c和胰腺典型的發(fā)育調(diào)節(jié)基因來檢驗(yàn)這一假設(shè)。作者表明，在?？校c之前的所有信念相反，消化酶和產(chǎn)生胰島素的腺體細(xì)胞不是從內(nèi)胚層發(fā)育而是從口腔的外胚層部分咽部發(fā)育而來。“當(dāng)我第一次看到?？乃袃?nèi)胚層衍生物完全沒有消化腺細(xì)胞時(shí)，我感到很困惑。這不是生物學(xué)教科書中教授的內(nèi)容”Patrick Steinmetz解釋說，
      

      “結(jié)果完全改變了我們對(duì)胚層的起源的看法。這意味著?？图棺祫?dòng)物中的'內(nèi)胚層'，雖然它們被稱為相同，但實(shí)際上并不是進(jìn)化相關(guān)的”Ulrich Technau補(bǔ)充道。如果海葵的口外胚層而不是內(nèi)胚層對(duì)應(yīng)于脊椎動(dòng)物的腸道和胰腺，那么海葵內(nèi)胚層的脊椎動(dòng)物相關(guān)性是什么?當(dāng)Steinmetz和Technau深入研究這個(gè)問題時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了刺胞動(dòng)物內(nèi)胚層和中間中胚層之間的強(qiáng)烈相似性：兩者共享大量的調(diào)節(jié)基因，并且兩者都產(chǎn)生類似的細(xì)胞類型，如肌肉或性腺細(xì)胞。該?？虼孙@示出中胚層的明顯相關(guān)性，但不是在三層動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的中間位置。因此，腸道和皮膚之間組織的定位而非新穎的出現(xiàn)是導(dǎo)致三層動(dòng)物進(jìn)化的關(guān)鍵事件。
      

      Steinmetz總結(jié)道：“現(xiàn)在絕大多數(shù)動(dòng)物都會(huì)發(fā)展出3個(gè)胚層，我們已朝著理解這一進(jìn)化成功故事中最關(guān)鍵的事件之一邁出了一大步。”
      
			

			
        
      
			
      
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