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甲虫腹部培育生长的翅膀提供了昆虫翅膀神秘起源的另一个线索
发布日期:2018-01-19 10:10:08  稿源:cnBeta.COM

据外媒报道,通过在甲虫腹部培育翅膀,科学家们已经接近解开昆虫翅膀起源的奥秘了。昆虫翅膀的起源仍然是一个谜团,很大程度上是因为没有任何化石可以告诉科学家关于今天生物的祖先(不像许多哺乳动物留下骨头残骸)。

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迈阿密大学的生物学家Yoshinori Tomoyasu表示:“进化发展的领域基本上是古生物学的一个替代方法。” 他也是上周在《美国国家科学院学报》 上发表的这项昆虫翅膀研究的作者之一。“我们在化石记录上有巨大的差距,所以我们的想法是通过研究现代昆虫的发展来试图了解祖先的状态。”

对于这项研究,Tomoyasu和他的同事编辑了赤拟谷盗甲虫的基因,以便它的腹部会部分地长出翅膀 - 甲虫的腹部通常不会有翅膀。随后他们看到了从腿部组织和体壁生长出来的翅膀,这有助于证明为什么昆虫翅膀发育的三个相互竞争的解释之一。

一种理论认为,昆虫后腿成为其身体的一部分,然后向上移动,成为一个昆虫翅膀。另一个理论则表明,翅膀只是从昆虫身体的背侧(或背部)侧面发展而来。第三个被称为“双重来源假说”的研究表明,它既是腿部也是体壁的结合,是PNAS论文结果支持的假说。Tomoyasu表示:“我们实际上可以追踪哪些组织实际上转化为翅膀,而令我们惊讶的是我们能够看到两个组织合并,因此从那里我们得出结论,至少在甲虫中,翅膀是由两个不同的组织转化。

但是,“只从一个物种中得出结论是非常危险的”,Tomoyasu表示。长期以来,这些类型的实验只在黑腹果蝇上进行。科学家们仍然不确定甲虫或苍蝇是否更接近祖先昆虫,所以对不同的昆虫进行试验,看看它们是否适用是很重要的。(有趣的是,最新的一篇《 当代生物学》论文认为,来自苍蝇两部分的组织成为翅膀,为双源假说增加了更多的支持。)接着,Tomoyasu的实验室继续研究蟑螂和蜉蝣,并撰写了一份关于虾的论文。虾当然没有翅膀,但它们与昆虫有关,因此实验室正在对不同的生物尝试这种方法。他们发现了类似于昆虫翅膀的组织,然后使用基因编辑技术CRISPR-Cas9将其去除。

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