蛇如何失去双腿?

经过:内森·钱德勒(Nathan Chandler)

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蛇和蜥蜴是同一秩序的成员,但是腿的蛇基因被“关闭”了数百万年前。克里斯蒂安钟/盖蒂图像

蛇和蜥蜴都是Squamata订单的持卡成员。但是虽然蜥蜴的腿和完全形成的腿冲刺,但选择一条无腿的滑行。这些动物为什么以及如何采取如此不同的进化路径是科学辩论的问题。但是,可以肯定的是 - 有些蛇仍然携带基因编码,使他们能够发育腿部和脚。

那么,为什么这些蛇不发芽并开始穿过灌木丛呢?由于多种遗传突变发生在超过1亿年前,因此该过程背后的遗传阴谋基本上是切换到“关闭”位置的。

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这些突变影响了特定基因 - 声波刺猬基因(SHH),该基因是肢体发展的原因。在您问之前,是的,实际上是吉恩的官方名称,由于外观尖锐而被所谓。声波刺猬基因不仅对四肢至关重要,还为指南提供了指南器官及其位置在成长的动物中。在蜥蜴中,SHH活跃并导致腿和脚。它在蛇中停用。

一项研究发表在自然传播中2016年,爬行动物基因组的变化最终如何导致生物表型或某些基因表达的物理特征的明显转变。简而言之,遗传突变导致一些蜥蜴消除了它们的附属物,成为蛇,同时仍然保留了这些腿部基因的回声。

为了查明遗传序列的变化,研究人员将蛇的基因组与确实具有完全肢体的其他爬行动物和脊椎动物的基因组进行了比较。他们特别依赖于Tegu蜥蜴,科学具有完全测序的基因组。

蜥蜴碰巧有DNA调节序列(称为增强剂) 这样可以“翻转”某些基因在生物的开发过程中打开和关闭。SHH需要那些增强剂才能使四肢充分发育,这就是蜥蜴的四腿。但是在蛇中,这种增强剂在进化过程中被从DNA序列中删除,现在实际上(但不是完全)从原始蛇中消除了。

在某些蛇中,增强剂的痕迹仍然存在,还有另一个名为HOXD的基因,该基因负责指导脚的发育。一些Python胚胎甚至开发部分腿部骨头和鞋底,但是这些特征在妊娠生物诞生之前就会瓦解。

尽管如此,仍然有剩余的迹象表明,并非所有的蛇都准备好在穿着小耐克鞋子冲刺的想法。在这些蛇的底面紧密相处,您会看到肚子上的小nub,腿的残余物本来可以。

这是什么意思?仅几个基因突变,某些类型的原始蛇可能能够发展四肢。他们本质上是在激活已经藏在其DNA中的功能,只是等待正确的变量触发其开发。

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