Nature：大腦的起源

日期：2012-03-16 10:33:07

在本周的《自然》（Nature）雜志上，來自芝加哥大學(xué)的研究人員報(bào)告稱他們在橡子蠕蟲（acorn worm）發(fā)現(xiàn)了一些調(diào)控脊椎動(dòng)物大腦發(fā)育的遺傳進(jìn)程。

異常復(fù)雜的脊椎動(dòng)物大腦的起源頗有些神秘。“在進(jìn)化方面，它基本上就像不知道從何處冒出來的。你在其他的動(dòng)物中看不到解剖學(xué)上與它相似的東西，”芝加哥大學(xué)研究生、伍茲霍爾海洋生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（MBL）研究人員Ariel Pani說。

在這篇文章中，科學(xué)家們致力找尋了脊椎動(dòng)物胚胎中三個(gè)“信號傳送中心”的古老證據(jù)。這三個(gè)信號傳送中心是構(gòu)成大腦發(fā)育基礎(chǔ)的無形支架的主要組成元件。這些信號傳送中心標(biāo)志性的分子特征幾乎在脊椎動(dòng)物進(jìn)化近親無脊椎動(dòng)物海鞘和文昌魚中完全喪失。這表明這些信號傳送中心是在脊椎動(dòng)物中才開始形成的。

然而，令人驚訝地是，科學(xué)家們在相對較遠(yuǎn)親緣關(guān)系的橡子蠕蟲中卻發(fā)現(xiàn)了高度相似的信號傳送中心。橡子蠕蟲的胚胎缺乏可與脊椎動(dòng)物大腦媲美的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它們在5千萬年前便從脊椎動(dòng)物中分離出來。Pani和同事們發(fā)現(xiàn)在橡子蠕蟲中，信號傳送中心主導(dǎo)了胚胎主體的形成。

Pani說：“這表明橡子蠕蟲是半索類動(dòng)物和脊椎動(dòng)物的最近的共同祖先，盡管它大體上沒有脊椎動(dòng)物樣神經(jīng)系統(tǒng)，只是擁有一些非常復(fù)雜的脊椎動(dòng)物樣的機(jī)制來建立它的主體。這一研究最廣泛的意義之一在于讓我們知道奇異的、濕軟的海生動(dòng)物也可提供信息，讓我們了解到脊椎動(dòng)物的發(fā)育和遺傳是以一種你未預(yù)想的方式進(jìn)化的。”

至于海鞘則無需擔(dān)心：因?yàn)樗粫?huì)被橡子蠕蟲篡奪地位。“如果我們希望了解脊椎動(dòng)物的進(jìn)化，文昌魚和海鞘仍是我們觀察的首選動(dòng)物。但是如果我們想了解不同之處，我們現(xiàn)在就知道看看解剖學(xué)上有差異的動(dòng)物也是非常重要的，從這些動(dòng)物上你將意外地找到一些令人注目的相似之處。我認(rèn)為這一原則廣泛適用于了解動(dòng)物的進(jìn)化，”Pani說。

MBL采集和保存了超過200種不同的海洋動(dòng)物類型，長期以來一直是開展進(jìn)化和發(fā)育比較研究的重要研究中心。Pani 說：“MBL為科學(xué)家們提供了寶貴的角度，能夠以一種相當(dāng)直接地方式來開展研究。隨著基因測序技術(shù)的發(fā)展和新技術(shù)的不斷開發(fā)，現(xiàn)在很多研究人員能夠在任何感興趣的地方自由地選擇一種動(dòng)物，以從前無法想象的速度追蹤它的研究進(jìn)展。我認(rèn)為它將產(chǎn)生相當(dāng)?shù)挠绊憽！?/SPAN>