海洋生物神经系统在不同生物体内多次独立进化

科技工作者之家 2017-12-19

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▲Proporus sp.  来源:维基百科

近日,一支由挪威、瑞典和丹麦的研究人员组成的研究团队发现,海洋生物的神经系统在不同生物类群中多次独立进化,这与之前认为的单次进化完全不同。相关研究成果12月 14日刊登于《自然》中。论文中,研究人员对在挪威和丹麦海湾、多处海床和华盛顿州海岸附近某地采集的微小海洋生物进行了研究和阐述。

不同物种的中枢神经系统相似度很高,因此在很长一段时间内存在这样一个假设——该系统只在这些生物的共同远古祖先存在时进化过一次,然而最新的研究推翻了这一假设。在该研究中,研究人员尝试通过对分散于进化树上的、具有各种中枢神经结构的无脊椎动物进行调研,以期获得更充分的神经系统发育实例。为此,他们从多个地点采集了样本并研究了其谱系,结果显示:部分样本属于一支被称为Xenacoelomorpha的古老谱系,该谱系的生物具有多种神经系统类型;部分样本没有中央神经索;而其余的样本(例如现代水母),则拥有多条神经索。如果一个物种有一条神经索,那这很容易让人联想到脊椎动物。

该研究团队还对一种叫bmp的基因进行了研究,他们认为bmp负责激活神经系统的发育。但另一个研究团队发现,bmp在柱头虫的神经系统形成之前就已经激活了,因此可能还有其他基因也在起作用。在完成对采集的无脊椎动物样本的调查后,前者发现了其他bmp基因在神经索形成前就已经激活的证据。他们还发现,在某些物种中,阻滞bmp激活时产生的蛋白质,并不能阻止神经索的形成。而在某些物种中,其他一些与神经索发育有关的基因的表达也很活跃,但这些物种并没有神经索。

研究人员总结称,他们的研究结果表明不同生物的神经系统在不同时间进化,也就是说,该系统不止进化了一次。

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编译:雷鑫宇  编辑:张梦  程建兰

来源:https://phys.org

神经系统 进化 海洋生物

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