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蛇的脚是怎么消失的

时间:2025-01-28 浏览:198 作者:admin
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蛇和蜥蜴都是有鳞目(Squamata)的成员。但是,蜥蜴利用完全发育成型的腿跳动和冲刺,而蛇却选择了没有腿的滑溜溜身材。这些动物为何以及如何采取如此不同的进化路径是科学辩论的问题。但是,可以肯定的是-有些蛇仍然带有遗传密码,可以使它们发育出腿和脚。

那么,为什么这些蛇不发育四肢并开始穿过灌木丛呢?由于1亿多年前发生的多个遗传突变,该过程背后的遗传设计基本上已切换到“关闭”位置。

这些突变影响了一个特定的基因-刺猬索尼克基因(Sonichedgehoggene,SHH)-该基因负责肢体的发育。是的,它实际上是基因的正式名称,由于其尖刺的外观而得名。SSH基因不仅对四肢至关重要,而且还为器官及其在动物体内的生长位置提供了指导。在蜥蜴中,SHH活跃,导致腿和脚齐全;而在蛇中已被禁用。

蛇的脚是怎么消失的

2016年发表在《自然通讯》上的一项研究表明,爬行动物基因组的变化最终如何导致生物表型或某些基因表达产生的物理特征的明显转变。简而言之,基因突变使一些蜥蜴摆脱了其附肢,变成了蛇,同时仍将那些腿脚基因的副本保留在其DNA中。

为了查明基因序列的变化,研究人员将蛇的基因组与其他肢体完整的爬行动物和脊椎动物的基因组进行了比较。他们特别依赖特古蜥蜴(tegulizard)的基因组,科学拥有它们完整的测序基因组。

蜥蜴碰巧具有DNA调节序列器(称为增强子),可以在生物发育过程中“翻转”某些基因。SHH需要这些增强子来使四肢充分发育,这就是蜥蜴为什么长了4条腿。但是在蛇中,这种增强子在进化过程中被从DNA序列中去除了的,实际上,从原始蛇开始,它们被部分去除了,而不是彻底的清除了。

在一些蛇中,增强子的痕迹以及称为HOXD的另一种基因仍然在,该基因负责引导脚的发育。一些蟒蛇胚胎甚至发育出局部的腿骨和脚板,但是这些特征在出生之前就已经瓦解了。

尽管如此,仍然有迹象表明,并非所有的蛇都准备好穿耐克小鞋子冲刺的想法。仔细观察这些蛇的底部,您会看到它们腹部上的小结节,可能是腿的残留痕迹。

仅需几个基因突变,某些类型的原始蛇就可以发育出四肢。他们本质上是在激活已经隐藏在DNA中的功能,只是在等待正确的变量来触发其发展。