河豚和人類擁有相同的牙齒基因
根據(jù)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)新研究,人類的牙齒是由同樣的基因進(jìn)化而來的,這些基因會(huì)產(chǎn)生河豚奇怪的喙齒。這項(xiàng)由謝菲爾德大學(xué)動(dòng)植物科學(xué)系的Gareth Fraser博士領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究表明,河豚與其他脊椎動(dòng)物(包括人類)的牙齒制作計(jì)劃非常相似。今天(2017年5月15日,星期一)在PNAS期刊上發(fā)表,該研究發(fā)現(xiàn)所有脊椎動(dòng)物都具有某種形式的牙齒再生潛力。然而,河豚使用與人類相同的干細(xì)胞進(jìn)行牙齒再生,但只能用形成其特征喙的細(xì)長(zhǎng)帶代替一些牙齒。
該研究的作者,包括倫敦自然歷史博物館和東京大學(xué)的研究人員,相信這項(xiàng)研究現(xiàn)在可用于解決人類牙齒脫落的問題。“我們的研究質(zhì)疑河豚是如何制造喙的,現(xiàn)在我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞負(fù)責(zé)以及控制這種連續(xù)再生過程的基因。這些也涉及一般的脊椎動(dòng)物牙齒再生,包括人類,”弗雷澤博士說。
他補(bǔ)充說:“所有脊椎動(dòng)物都以同樣的方式用一組保守的干細(xì)胞再生牙齒這一事實(shí)意味著我們可以在更加模糊的魚類中使用這些研究來提供解決人類牙齒脫落問題的線索。”
獨(dú)特的河豚喙是最特殊的進(jìn)化新奇形式之一。這種奇怪的結(jié)構(gòu)通過牙科替換的改進(jìn)而發(fā)展。
喙由四個(gè)細(xì)長(zhǎng)的“齒帶”組成,這些齒帶一次又一次地更換。然而,當(dāng)它們被替換時(shí),它不會(huì)丟失牙齒,而是將多代牙齒融合在一起,從而產(chǎn)生喙,使它們能夠擊碎難以置信的堅(jiān)硬獵物。
謝菲爾德的學(xué)生可以獲得動(dòng)物和植物科學(xué)的最新創(chuàng)新- 讓他們有機(jī)會(huì)加深人類對(duì)生物,生態(tài)系統(tǒng)和生命相互依賴的理解,從而建立可持續(xù)發(fā)展的未來。謝菲爾德大學(xué)博士生Alex Teiery對(duì)該項(xiàng)研究做出了貢獻(xiàn):“我們對(duì)河豚喙的發(fā)育起源感興趣,因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)特殊的機(jī)會(huì)來了解脊椎動(dòng)物如何在更普遍的情況下出現(xiàn)進(jìn)化新奇。
“脊椎動(dòng)物非常多樣化,但這并不意味著它們?cè)谒鼈儼l(fā)育的方式上有所不同。我們對(duì)河豚喙的研究證明了發(fā)展中的微小變化所帶來的巨大影響。”
頭發(fā),羽毛和鯊魚皮牙齒的常見起源。
在EvoDevo期刊上發(fā)表的另一項(xiàng)研究中,來自謝菲爾德大學(xué)的Gareth Fraser博士及其團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn),鯊魚皮牙齒(稱為齒狀的牙齒狀鱗片)具有與爬行動(dòng)物鱗片,鳥類羽毛和人類頭發(fā)相同的發(fā)育起源。 。
以前的研究表明,人類頭發(fā),爬行動(dòng)物鱗片和鳥類羽毛是從一個(gè)單一的祖先 - 一種生活在3億年前的爬行動(dòng)物 - 進(jìn)化而來的 - 但是謝菲爾德弗雷澤實(shí)驗(yàn)室的這項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),在鯊魚身上發(fā)現(xiàn)的皮膚牙齒也是從相同的基因。
鯊魚屬于更為基礎(chǔ)的脊椎動(dòng)物群,在4.5億年的進(jìn)化過程中,它們的化石記錄中已經(jīng)觀察到它們的鱗片,因此謝菲爾德研究人員認(rèn)為這表明所有脊椎動(dòng)物,無論是生活在陸地上還是在海中,對(duì)于在整個(gè)脊椎動(dòng)物進(jìn)化過程中保持相對(duì)不變的皮膚,牙齒和頭發(fā)共享相同的發(fā)育計(jì)劃。
“我們的研究表明,相同的基因有助于早期發(fā)育從羽毛和頭發(fā)到鯊魚皮膚的所有皮膚附屬物。即使最終結(jié)構(gòu)非常不同,本文也揭示了所有這些結(jié)構(gòu)的發(fā)育起源是相似的。因此,使用這些常見的基礎(chǔ)作為基礎(chǔ),可以隨著時(shí)間的推移進(jìn)行修改,以產(chǎn)生脊椎動(dòng)物中看到的各種各樣的皮膚結(jié)構(gòu),“弗雷澤博士補(bǔ)充道。
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