科学家称海星的身体是一个头
根据南安普顿大学的最新研究，海星和其他棘皮动物的身体更像头部。
这项研究今天(11 月 1 日)发表在《自然》杂志上，有助于解答这些生物如何进化出其独特的星形身体的谜团，这个谜团长期以来一直困扰着科学家。
棘皮动物是一类动物，包括海星(或海星)、海胆和沙钱。它们具有独特的“五重对称”身体结构，这意味着它们的身体部位排列成五个相等的部分。这与它们的双侧祖先非常不同，它们的左侧和右侧彼此镜像，就像人类和许多其他动物一样。
“自从我们研究棘皮动物的不同身体部位与我们在其他动物群体中看到的身体部位之间的关系以来，这对科学家来说一直是个谜，”该研究的合著者杰夫·汤普森博士说。南安普顿大学。“在它们的双边亲戚中，身体分为头部、躯干和尾巴。但仅观察海星，不可能看出这些部分与双侧动物的身体有何关系。”
在斯坦福大学的劳伦特·福尔米和克里斯·洛教授领导的这项新研究中，科学家们将海星的分子标记与其他后口动物进行了比较，后口动物是一个更广泛的动物群体，包括棘皮动物和双边动物，如脊椎动物。它们拥有共同的祖先，因此通过比较它们的发育，科学家可以更多地了解棘皮动物如何进化出其独特的身体结构。
研究人员使用各种高科技分子和基因组技术来了解海星发育和生长过程中不同基因的表达位置。南安普顿的研究小组使用微型 CT 扫描以前所未有的细节了解动物的形状和结构。
然后，斯坦福大学的研究人员与加州大学伯克利分校的 Dan Rokhsar 教授和太平洋生物科学公司合作，利用“RNA 断层扫描”和“原位杂交”创建了海星基因表达的三维图谱，并找出了特定基因的位置在开发过程中得到表达。具体来说，他们绘制了控制外胚层(包括神经系统和皮肤)发育的基因的表达图谱。众所周知，这标志着其他后口动物体内的前后(从前到后)图案。
他们发现这种图案与海星臂的中线到横向轴相关——海星臂的中线代表前部，最外侧的横向部分更像后部。在后口动物中，有一组独特的基因在躯干的外胚层中表达。但在海星中，许多这些基因在外胚层中根本不表达。
汤普森博士解释说：“当我们将海星的基因表达与脊椎动物等其他动物群体进行比较时，发现身体结构的一个关键部分缺失了。通常与动物躯干图案相关的基因不在外胚层中表达。看起来整个棘皮动物的身体结构大致相当于其他动物群体的头部。”
这表明海星和其他棘皮动物可能通过失去其双侧祖先的躯干区域而进化出五节身体结构。这使得棘皮动物的移动和进食方式与两侧对称的动物不同。
汤普森博士说：“我们的研究告诉我们，棘皮动物的身体结构以比之前想象的更复杂的方式进化，关于这些有趣的生物还有很多东西需要了解。” “作为过去十年来研究它们的人，这些发现从根本上改变了我对这群动物的看法。”
成年棘皮动物前后图案的分子证据发表在《自然》杂志上，并可在线获取。
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