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画蛇添足,这是小学时就知道的成语,语出《战国策·齐策二》,“蛇固无足,子安能为之足?”。原意在画蛇的时候给蛇添上脚,后比喻做了多余的事。但是,画蛇是不是可以添足,最近科学家在化石考察中给出了肯定的答案。研究人员找到了距今约1.13亿年拥有四肢的蛇的古老化石。这是迄今为止最原始的蛇化石,说明蛇的祖先是有足的,哈哈。因此,画蛇可以添足!。
(图片引自网络)
蛇为什么在1亿年前失去了它们的四肢,这一直让科学家很困惑,近年来关于蛇为什么失去四肢有了新的进展。2016年10月20日,《Cell》杂志发表了(Progressive Loss of Function in a Limb Enhancerduring Snake Evolution)的文章,研究人员发现了在其他脊椎动物中非常保守的Sonic hedgehog (Shh)基因在蛇的基因组中发生了序列改变,即Shh基因的一个调控因子ZRS的一段DNA序列在蛇当中发生了变异。
为研究这种适应性的分子根源,研究人员在已发布的蛇基因组中研究了ZRS limb enhancer可能的作用,包括黄金蟒、蟒蛇、眼镜王蛇、响尾蛇、蝰蛇和玉米锦蛇,这些蛇包含从basal snakes(boa and python)和高度进化的蛇(advanced snakes)(viper, rattlesnake, king cobra, and corn snake)的进化阶段,basalsnakes具有退化的骨盆带和退化的残腿(小腿骨埋在它们的肌肉中);占所有蛇种类的85%以上高度进化级的蛇已失去了所有的肢体结构。所有的蛇均具有ZRS-orthologous序列,但是, basal snakes的ZRS enhancer和肢蜥(limbedlizards)具有80%的核苷酸同源性,其碱基的替换率和其他脊椎动物类似;而在高度进化的蛇中,相对于其他的enhancers,ZRS enhancer碱基的替换率大大增加。研究人员将这段DNA序列转到到小鼠体内,小鼠发育出了截短的四肢,这表明在蛇的进化过程中,这段关键的DNA片段的变化导致其失去了肢体生长的能力。
为进一步验证蛇的ZRS enhancer在肢体发生中的作用,将来自其他脊椎动物的ZRS转到小鼠体内,小鼠四肢发育正常;即使转入的ZRS enhancer来自鱼,转基因小鼠的四肢也正常发育。当研究人员用Python或眼镜蛇的ZRS替代小鼠的ZRS时,小鼠发育出了严重截断的前肢和后肢。通过比较蛇和其他脊椎动物的基因组,发现了17碱基对的缺失,它只发生在蛇当中。这段缺失删除了一段ZRS对于调节有脚动物的Shh基因发挥了关键作用。(部分文字资料翻译自原文文献、部分文字资料改编自网络资料,图片引自文章原文)。
(图片引自原文)
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