河豚和人類擁有相同的牙齒基因
根據(jù)國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)新研究,人類的牙齒是從同樣的基因進(jìn)化而來的,這些基因會產(chǎn)生河豚奇怪的喙牙。這項(xiàng)由謝菲爾德大學(xué)動(dòng)植物科學(xué)系的Gareth Fraser博士領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究表明,河豚與其他脊椎動(dòng)物(包括人類)的牙齒制作計(jì)劃非常相似。
今天(2017年5月15日,星期一)在PNAS期刊上發(fā)表,該研究發(fā)現(xiàn)所有脊椎動(dòng)物都具有某種形式的牙齒再生潛力。然而,河豚使用與人類相同的干細(xì)胞進(jìn)行牙齒再生,但只能用形成其特征喙的細(xì)長帶代替一些牙齒。
該研究的作者,包括倫敦自然歷史博物館和東京大學(xué)的研究人員,相信這項(xiàng)研究現(xiàn)在可用于解決人類牙齒脫落的問題。
“我們的研究質(zhì)疑河豚是如何制造喙的,現(xiàn)在我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞負(fù)責(zé)以及控制這種連續(xù)再生過程的基因。這些也涉及一般的脊椎動(dòng)物牙齒再生,包括人類,”弗雷澤博士說。
他補(bǔ)充道:“所有脊椎動(dòng)物都以同樣的方式用一組保守的干細(xì)胞再生牙齒這一事實(shí)意味著我們可以在更加模糊的魚類中使用這些研究,為我們?nèi)绾谓鉀Q人類牙齒缺失問題提供線索。”
獨(dú)特的河豚喙是最特殊的進(jìn)化新奇形式之一。這種奇怪的結(jié)構(gòu)通過牙科替換的改進(jìn)而發(fā)展。
喙由四個(gè)細(xì)長的“齒帶”組成,這些齒帶一次又一次地更換。然而,當(dāng)它們被替換時(shí),它不會丟失牙齒,而是將多代牙齒融合在一起,從而產(chǎn)生喙,使它們能夠擊碎難以置信的堅(jiān)硬獵物。
謝菲爾德的學(xué)生可以獲得動(dòng)物和植物科學(xué)的最新創(chuàng)新- 讓他們有機(jī)會加深人類對生物,生態(tài)系統(tǒng)和生命相互依賴的理解,從而建立可持續(xù)發(fā)展的未來。
謝菲爾德大學(xué)博士生Alex Teiery對該項(xiàng)研究做出了貢獻(xiàn):“我們對河豚喙的發(fā)育起源很感興趣,因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)特殊的機(jī)會來了解脊椎動(dòng)物如何更普遍地進(jìn)化出新奇。
“脊椎動(dòng)物非常多樣化,但這并不意味著它們在發(fā)育方式上有所不同。我們對河豚喙的研究表明,發(fā)展中的微小變化可以產(chǎn)生巨大影響。”
頭發(fā),羽毛和鯊魚皮牙齒的常見起源。
在EvoDevo期刊發(fā)表的另一項(xiàng)研究中,來自謝菲爾德大學(xué)的Gareth Fraser博士和他的團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)鯊魚皮牙齒(稱為齒狀的牙齒狀鱗片)具有與爬行動(dòng)物鱗片,鳥類羽毛和人類頭發(fā)相同的發(fā)育起源。 。
以前的研究表明,人類頭發(fā),爬行動(dòng)物鱗片和鳥類羽毛是從一個(gè)單一的祖先 - 一種生活在3億年前的爬行動(dòng)物 - 進(jìn)化而來的 - 但是謝菲爾德弗雷澤實(shí)驗(yàn)室的這項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),在鯊魚身上發(fā)現(xiàn)的皮膚牙齒也是從相同的基因。
鯊魚屬于更為基礎(chǔ)的脊椎動(dòng)物群,在4.5億年的進(jìn)化過程中,它們的化石記錄中已經(jīng)觀察到它們的鱗片,所以謝菲爾德的研究人員認(rèn)為這表明所有的脊椎動(dòng)物,無論是生活在陸地還是海洋中,對于在整個(gè)脊椎動(dòng)物進(jìn)化過程中保持相對不變的皮膚,牙齒和頭發(fā)共享相同的發(fā)育計(jì)劃。
“我們的研究表明,相同的基因有助于早期發(fā)育從羽毛和頭發(fā)到鯊魚皮膚的所有皮膚附屬物。盡管最終的結(jié)構(gòu)非常不同,但本文揭示了所有這些結(jié)構(gòu)的發(fā)育起源是相似的。因此,使用這些常見的基礎(chǔ)作為基礎(chǔ),可以隨著時(shí)間的推移進(jìn)行修改,以產(chǎn)生在脊椎動(dòng)物中看到的各種各樣的皮膚結(jié)構(gòu),“弗雷澤博士補(bǔ)充道。
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