科学家发现不同动物生命周期背后的进化秘密

研究人员研究的蠕虫，并对其进行了基因组测序。家发进化它是同动一种分段蠕虫，在英国和欧洲海岸很丰富。物生它生活在一个管子里，命周秘密它把自己分泌在沙子里。期背（切玛马丁。科学）
（神秘的家发进化地球uux.cn）据美国物理学家组织网（伦敦大学玛丽皇后学院）：100多年来，生物学家一直想知道为什么动物表现出不同类型的同动生命周期。一些物种，物生如人类和大多数脊椎动物，命周秘密直接发育成完全形成但更小的期背成年版本。相比之下，科学许多其他动物会产生我们称之为幼虫的家发进化美丽多样的中间形式，然后蜕变成成虫。同动
尽管如此，研究人员对幼虫存在的原因以及它们如何起源的理解是有限的。更重要的是，解决这一问题的大规模比较研究以前没有使用基于动物遗传信息测序的现代技术 - 基因组 - 来找出生物体在生长过程中如何使用这些信息。直到现在。
在伦敦玛丽皇后大学（QMUL）的一个团队领导的一项研究中，研究人员首次发现了可能解释胚胎如何形成幼虫或成虫微型版本的机制。
在他们的论文中，他们证明参与胚胎发生的关键基因的激活时间 - 受精卵转化为生物体 - 与幼虫阶段的存在与否以及幼虫是从周围环境中进食还是依赖于母亲沉积在卵子中的营养有关。
QMUL博士候选人、该研究的共同第一作者Francisco M. Martín-Zamora说：“令人印象深刻的是，进化如何塑造了动物胚胎'告诉时间'的方式，以在发育的早期或后期激活重要的基因群。假设幼虫阶段对您的生存不再重要。在这种情况下，例如，激活基因以更早地形成躯干并直接发育成成年人可能是有利的。
这项新研究使用最先进的方法来解码三种称为annelids的海洋无脊椎动物蠕虫的遗传信息，活动和调节。他们将这些与其他物种的公共数据集相结合，进行了一项大规模研究，涉及60多个物种的600多个数据集，这些数据集被5亿多年的进化所隔开。
“只有将实验室生成的实验数据集和系统的计算分析结合起来，我们才能解开这种新的未被发现的生物学，”伦敦大学学院该研究的主要合作者Ferdinand Marlétaz博士说。
“虽然这些技术已经存在了几年，但没有团队将它们用于此目的。我们生成的数据集和我们开发的方法将成为其他研究人员的巨大强大资源，“QMUL博士后研究员，该研究的共同第一作者Yan Liang博士强调说。
这项研究的资深作者Chema Martín-Durán博士表示：“发育生物学主要关注小鼠，苍蝇和其他我们所知的模式生物。我们的研究表明，经常被忽视的非模式物种的迷人生物学对于理解动物发育如何运作以及它是如何进化的至关重要。
参与形成躯干的基因 - 跟随头部并一直延伸到尾巴的身体区域 - 至关重要。有些物种会形成几乎没有树干的幼虫，被称为“头部幼虫”，并且可能早在所有有头和尾巴的动物的祖先中就已经存在。直接从胚胎发生直接发育和形成小成虫在许多动物群体中会进化得更晚，比如我们和大多数脊椎动物，因为形成躯干的基因在胚胎发生中更早被激活，幼虫性状逐渐丧失。
“我们希望该领域的其他研究人员将继续研究动物生命周期进化这一令人兴奋的话题，并为我们提出的假设提供进一步的证据，”德国耶拿弗里德里希 - 席勒大学教授Andreas Hejnol博士说。