《自然》:研究证实动物神经系统经历若干次独立进化 网索

顾汉现

作者：Andreas Hejnol 来源：《自然》

发布时间：2017/12/18 13:40:36

研究证实动物神经系统经历若干次独立进化

神经网  多个神经索  两侧神经索的收敛演化  脊椎动物样一个沿着后背延伸的神经索

Xenoturbella bocki

图片来源：Ulf Jondelius

对全世界最隐蔽的一些海洋生物开展的研究显示，正如此前认为的那样，中枢神经系统经历了若干次的独立进化，而不是一次。

被讨论的无脊椎动物属于散布在动物进化树上的各个家族，并且在中枢神经索结构上表现出多样性。这些生物还激活了涉及其他得到充分研究的动物神经系统发育的基因，比如bmp基因。只不过，前者以非神经的方法做到了这一点。研究人员在日前出版的《自然》杂志上报告这一发现。

“这为我们尚未回答的很多问题，比如中枢神经索是否在不同支系中独立进化出来以及它们为何拥有如何多的相似性，提供了线索。”美国杜克大学进化发育生物学家Greg Wray表示。

为寻找拥有多样化神经系统的生物，挪威Sars海洋分子生物学国际中心进化发育生物学家Andreas Hejnol带领团队乘船探寻了瑞典和挪威的峡湾。他们筛选了从海床捞起的污泥，并且研究了海参的肠道，以寻找埋在里面的寄生虫。科学家还搜寻了华盛顿州附近岛屿充满岩石的海岸。

该团队收集的一些最微小的蠕虫属于动物进化树上一个名为Xenacoelomorpha的古老分支，并且拥有大量神经系统。例如，Xenoturbella bocki没有中枢神经索，但拥有和水母类似的神经网；Isodiametra pulchra拥有8个神经索；Meara stichopi则和脊椎动物一样，拥有一个沿着后背延伸的神经索。

和在柱头虫中一样，这些极小的蠕虫在神经索形成前的胚胎发育早期便激活了bmp基因。更重要的是，Hejnol阻挡了该蛋白通路，然后发现这些动物的神经索依然在发育。这些结果表明，它们构建神经索的方式不同于小鼠、果蝇以及其他得到充分研究的动物。

对于腕足动物（以其保护层形状命名的海洋生物）来说，Hejnol团队发现，在这些动物发育时，此前同中枢神经索存在关联的其他基因被激活，尽管它们并没有中枢神经索。这种不一致在纽虫和其他奇怪的动物中继续存在。

Hejnol推断，同脊椎动物、果蝇和一些环节动物中枢神经索存在关联的基因在早期祖先中以不同的方式发挥作用，并且在不同的动物支系进化出属于自己的中枢神经索时被融合进神经系统的不同位置。（来源：科学网 宗华）

https://www.nature.com/articles/nature25030

http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2017121813403696245343.shtm



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