小海葵进食越多长出的触角就越多

2020-09-18 09:33   来源: 互联网

几乎每个学生都知道猫有四条腿,人类有两条腿,蜘蛛有可怕的八条腿。四肢的数量是不变的,是由它们的遗传密码决定的。但一项新的研究表明,海葵是第一种能够根据食物能长多少而长出新四肢的物种。

(Nematostellavectensis)是一种小型的类似花卉的无脊椎动物,生活在北美海岸和英国部分地区的浅浅盐湖中。它们从可移动的幼虫开始,然后钻入细密的泥中,在那里发育成成人,并在很短的寿命内生存。为了吃东西,它们会捕捉带有毒蛇触角的小软体动物和甲壳类动物,并将它们拉进嘴里。但科学家们从来不知道为什么有些海葵只有四只触须,而另一些则有多达24只触角。

欧洲分子生物学实验室的发育生物学家阿萨姆伊克米(Assam Ikmi)和他的同事在实验室饲养了1000多只指甲大小的生物。在另一个项目中,伊克米注意到,海葵吃得越多,触角出现得越快,一些海葵只需几天就能长出新的触角。但当喂食速度变慢时,触角的生长也会变慢。





海葵从嘴上的四个中央芽开始,生长到它们的前四个触角。从那时起,新触角的生长似乎是由食物的供给驱动的。当科学家给海葵喂食海葵时,它们需要五天的时间才能长出新的嫩芽,再用五天的时间才能长出它们的触角。

为了找出影响触角生长的因素,研究人员查阅了文献,发现海葵和其他动物、植物甚至酵母一样,都有细胞信号通路,将营养摄入与发育过程联系在一起。当研究人员阻断了这一途径,即所谓的阿巴霉素靶标时,海葵酮停止了新芽和触角的生长。

不过,建造该建筑物的公式并不是唯一的。研究人员发现,成年后的触须与海葵的前四种触须不同,他的研究小组确定了肌肉细胞中负责生长这些启动芽的基因。利用基因编辑技术CRISPR,研究人员创造了一种缺乏该基因的突变海葵。突变体的前四个触角芽发育成熟,但即使喂得很好,也不会有额外的触角。没有基因,海葵就不能长出新的触角。更重要的是,基因活跃的肌肉细胞标志着下一波触角的位置。随着它们的生长,相邻的肌肉细胞会激活它们自己的基因版本,在海葵体内产生新的芽的涟漪效应。

有些海葵可以活65年以上,它们需要不断地使自己的身体适应不断变化的环境条件,即使是相对简单的结构,如触角,也需要使用复杂的遗传程序。"海葵是动物,但它们的反应更像植物。因为海葵通常被困在一个地方,它们经常适应环境,就像植物一样,海葵会长出新的身体结构,而不是储存能量。科学家认为,这使他们成为研究身体与环境之间复杂关系的完美人选。



责任编辑:iiihyt
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