科学家发现海葵进食越多触手越多的原因

互联网

2020

09/17

11:28

环球网科技

　　事实上每个学生都知道，猫有四条腿，人有两条，而蜘蛛有八条可怕的腿。根据其基因编码，它们的四肢的数量是不变的。但是最新研究显示，小海葵是首个被证实可以根据食物生长出全新肢体的物种。

　　小海葵(Nematostellavectensis)是一种小型的花状无脊椎动物，分布于北美海岸和英国部分地区的浅盐湖中。他们最初是活动的幼虫，然后进入细泥中，在那里成长为成虫，并在他们短暂的生命中停留下来。吃东西的时候，他们会用他们充满毒液的触角捕捉小的软体动物和甲壳类动物，然后把它们放进嘴里。但是科学家们一直不明白，为什么有些海葵只有4个触角，而另一些却有24个。

　　Essam-Ikmi是欧洲分子生物学实验室的发育生物学家，他和他的同事在实验室中培育了1000多个指甲大小的生物。当进行另一项研究时，Ikmy注意到，海葵吃得越多，它们的触角生长得越快，一些海葵在几天之内就能长出新的触角对。但是，当喂食速度减慢时，触须增长也减慢。

　　海葵花从嘴上的四个中心芽开始生长，最后成长为四个触角。在此之后，新触角的增长似乎是由食物的供给推动的。研究人员将海葵喂入普通盐水虾体内，在5天内就可以长出新的幼苗，再过5天，幼苗就会长到充分发育的触须。

　　为找出驱动触角生长的因素，研究人员查阅了相关文献，发现海葵和其他动物、植物甚至酵母一样，都有一条细胞信号通路，将营养摄取和发育过程联系在一起。尽管海葵不断地被喂食，但研究人员还是阻断了这条通道，海葵也停止了新芽和触须的生长。

　　但构造物的配方并不单一，研究人员发现，成年海葵的触角发育不同于海葵的前四个触角，他们的研究小组识别出肌肉细胞中的基因，这些基因负责生长这些启动芽。研究者使用了CRISPR基因编辑技术，然后制造出缺少该基因的突变海葵。前四个突变体的触角芽已经发育成熟，但是即使它们在良好喂养下也没有多余的触角。如果没有基因，海葵就不能生长新的触须。而且，有基因活性的肌肉细胞标记出了下一波触角的位置。当海葵生长的时候，附近的肌肉细胞也会激活自己的基因版本，从而在海葵体内产生连锁反应，产生新的芽。

　　有些海葵可以活65岁以上，它们需要不断地调整自己的身体以适应变化着的环境条件，利用复杂的遗传过程，即使是比较简单的结构，比如触角，也能做到这一点。海葵花是动物，但更像植物。由于海葵通常被困在一个地方，因此它们不断地适应环境，就像植物一样，海葵会长出新的身体结构，而非储存能量。他们认为，这使得他们成为研究复杂的生物体与其周围环境之间关系的最佳人选。

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