科学家培育三眼蜣螂:头顶长出单个复眼研究动物性状演化

2016-08-31 10:22:32  来源:

        【每日科技网】

 科学家已经找到了培育“三眼蜣螂”的方法,目的是为研究动物性状的演化提供线索。研究结果显示,新的性状可能通过“征用”现有基因演化而来,即使这些基因已经用在了其他功能上。
科学家已经找到了培育“三眼蜣螂”的方法,目的是为研究动物性状的演化提供线索。研究结果显示,新的性状可能通过“征用”现有基因演化而来,即使这些基因已经用在了其他功能上。

当在蜣螂身上关闭orthodenticle(otd)基因时,就会导致角的萎缩,并诱导生成第三只眼睛。图中右边是一只该基因关闭的蜣螂,左边是正常发育的蜣螂。
  当在蜣螂身上关闭orthodenticle(otd)基因时,就会导致角的萎缩,并诱导生成第三只眼睛。图中右边是一只该基因关闭的蜣螂,左边是正常发育的蜣螂。  新浪科技讯 北京时间8月31日消息,据国外媒体报道,三只眼睛的蜣螂听起来似乎像恐怖电影里的某种生物,但科学家已经找到了培育这种昆虫的方法,目的是为研究动物性状的演化提供线索。研究结果显示,新的性状可能通过“征用”现有基因演化而来,即使这些基因已经用在了其他功能上。

  来自美国印第安纳大学布鲁明顿文理学院生物学系的研究者尝试关闭了蜣螂的orthodenticle基因——与头部发育有关——发现蜣螂的头部结构出现了剧烈的变化,包括角的缺失,以及头顶长出单个复眼。

  然而,对其他昆虫(比如粉甲虫)进行同样的试验,却没有得到相似的结果。领导该研究的博士后研究人员爱德华多·扎塔拉(Eduardo Zattara)说:“我们感到很惊奇,关闭一个基因不仅会中止角和头部主要部位的发育,而且启动了非常复杂的结构,比如复眼,在新位置的发育。”

  “我们没有在粉甲虫身上发现类似的现象,而这一结果也同样重要,因为这表明orthodenticle基因获得了一个新功能:只在高度修饰的有角甲虫头部指导头部和角的形成。”

  从简单的无脊椎动物到复杂的哺乳动物,orthodenticle(otd)基因都在头部发育中发挥着作用。如果这些基因被关闭,大多数动物就无法发育出大脑。但是,当在蜣螂身上关闭该基因时,就会导致角的萎缩,并诱导生成第三只眼睛。

  研究结果预示着,基因可以在一些它们原本已经不再起作用的组织内进行表达,因此可以利用这些基因来创造出新的性状。“这些研究为现代演化发育生物学中一个重要的‘鸡先蛋先问题’提供了解答,” 扎塔拉说,“对于一个具有新功能的基因,它需要找到办法,在合适的时间和位置被启动。但是很令人费解的是,为什么基因会在一个已经不具有某些重要功能的地方变得活跃呢?”(任天)

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