河豚和人類擁有相同的牙齒基因

根據(jù)國際科學家團隊的一項新研究，人類的牙齒是由同樣的基因進化而來的，這些基因會產(chǎn)生河豚奇怪的喙齒。這項由謝菲爾德大學動植物科學系的Gareth Fraser博士領(lǐng)導的這項研究表明，河豚與其他脊椎動物(包括人類)的牙齒制作計劃非常相似。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胞進行牙齒再生，但只能用形成其特征喙的細長帶代替一些牙齒。

該研究的作者，包括倫敦自然歷史博物館和東京大學的研究人員，相信這項研究現(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)干細胞負責以及控制這種連續(xù)再生過程的基因。這些也涉及一般的脊椎動物牙齒再生，包括人類，”弗雷澤博士說。

他補充說：“所有脊椎動物都以同樣的方式用一組保守的干細胞再生牙齒這一事實意味著我們可以在更加模糊的魚類中使用這些研究來提供解決人類牙齒脫落問題的線索。”

獨特的河豚喙是最特殊的進化新奇形式之一。這種奇怪的結(jié)構(gòu)通過牙科替換的改進而發(fā)展。

喙由四個細長的“齒帶”組成，這些齒帶一次又一次地更換。然而，當它們被替換時，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硬獵物。

謝菲爾德的學生可以獲得動物和植物科學的最新創(chuàng)新- 讓他們有機會加深人類對生物，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。謝菲爾德大學博士生Alex Teiery對該項研究做出了貢獻：“我們對河豚喙的發(fā)育起源感興趣，因為它提供了一個特殊的機會來了解脊椎動物如何在更普遍的情況下出現(xiàn)進化新奇。

“脊椎動物非常多樣化，但這并不意味著它們在它們發(fā)育的方式上有所不同。我們對河豚喙的研究證明了發(fā)展中的微小變化所帶來的巨大影響。”

頭發(fā)，羽毛和鯊魚皮牙齒的常見起源。

在EvoDevo期刊上發(fā)表的另一項研究中，來自謝菲爾德大學的Gareth Fraser博士及其團隊也發(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)，爬行動物鱗片和鳥類羽毛是從一個單一的祖先 - 一種生活在3億年前的爬行動物 - 進化而來的 - 但是謝菲爾德弗雷澤實驗室的這項新研究發(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)的脊椎動物群，在4.5億年的進化過程中，它們的化石記錄中已經(jīng)觀察到它們的鱗片，因此謝菲爾德研究人員認為這表明所有脊椎動物，無論是生活在陸地上還是在海中，對于在整個脊椎動物進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。即使最終結(jié)構(gòu)非常不同，本文也揭示了所有這些結(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)，可以隨著時間的推移進行修改，以產(chǎn)生脊椎動物中看到的各種各樣的皮膚結(jié)構(gòu)，“弗雷澤博士補充道。

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