小海葵進食越多長出的觸角就越多 科學家發現其中原因

2020-12-03 環球網

本文轉自【cnBeta.COM】;

幾乎每個學生都知道,貓有四條腿,人類有兩條腿,蜘蛛則有可怕的八條腿。它們的四肢數量是不可改變的,由它們的遺傳密碼設定。但一項新的研究表明,小海葵是第一個被證明可以根據食物多少長出全新肢體的物種。

小海葵(Nematostella vectensis)是一種微小的、像花一樣的無脊椎動物,生活在北美沿海和英國部分地區的淺鹽湖中。它們開始時是可移動的幼蟲,然後鑽進細泥中,在那裡發展成成蟲,並在其短暫的生命中停留。為了進食,它們用充滿毒液的觸角捕捉小軟體動物和甲殼類動物,並把它們拉到嘴裡。但科學家們一直不知道為什麼有的海葵只有4根觸角,而有的卻有24根之多。

歐洲分子生物學實驗室的發育生物學家艾薩姆-伊克米和同事們在實驗室裡飼養了1000多隻指甲大小的生物。在從事另一個項目時,伊克米注意到,海葵吃得越多,它們的觸角出現得越快,有些海葵可以在短短幾天內長出新的觸角對。但當餵養速度放緩時,觸角的生長也會放緩。

海葵從嘴邊的四個中心芽開始,長成它們的前四個觸角。此後,新觸角的生長似乎是由食物的供應所驅動的。當科學家們給海葵餵食正常的鹽水蝦時,需要5天時間才能長出新芽,而且還需要5天時間,這些芽才能達到完全發育的觸角長度。

為了發現是什麼推動了觸角的生長,研究人員翻閱了文獻,發現海葵與其他動物、植物甚至酵母相似,有一個細胞信號通路,將營養攝入與發育過程聯繫起來。當研究人員阻斷了這一途徑,即所謂的雷帕黴素靶點時,儘管它們不斷地被餵養,海葵停止了新芽和觸角的生長。

但是,構建結構的配方並非只有一種,研究人員發現,成年階段的觸角與海葵的前四個觸角發育方式不同,他的團隊確定了肌肉細胞中負責生長這些啟動芽的基因。研究人員利用基因編輯技術CRISPR,然後創造了缺乏該基因的突變海葵。突變體的前四個觸角芽發育成熟,但沒有額外的觸角隨之而來,即使它們被餵得很好。沒有基因,海葵根本無法長出新的觸角。更重要的是,基因活躍的肌肉細胞標誌著下一波觸角的生長位置。而隨著它們的生長,鄰近的肌肉細胞也會激活它們自己的基因版本,在海葵的身體上形成新芽的漣漪效應。

一些海葵物種可以活超過65年,它們需要不斷地使自己的身體適應不斷變化的環境條件,即使是相對簡單的結構,如觸角,也會使用複雜的遺傳程序來做到這一點。海葵是動物,但反應更像植物。因為它們通常被困在一個地方 所以它們不斷地適應環境 而且,像植物一樣,海葵會長出新的身體結構,而不是儲存能量。科學家們認為,這使它們成為研究複雜的機體與環境關係的絕佳人選。

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    但一項新的研究表明,小海葵是第一個被證明可以根據食物多少長出全新肢體的物種。小海葵(Nematostella vectensis)是一種微小的、像花一樣的無脊椎動物,生活在北美沿海和英國部分地區的淺鹽湖中。它們開始時是可移動的幼蟲,然後鑽進細泥中,在那裡發展成成蟲,並在其短暫的生命中停留。為了進食,它們用充滿毒液的觸角捕捉小軟體動物和甲殼類動物,並把它們拉到嘴裡。
  • 科學網—海葵進食越多長的觸角越多
    海葵隨著它們的發育而長出新的觸手圖片來源:Anniek Stokkermann/EMBL   本報訊 海葵生長的觸角數不是遺傳的,相反,這取決於它們的食量。 德國海德堡歐洲分子生物學實驗室的Aissam Ikmi表示,如果對人類來說也是如此,那就意味著人們吃的越多,長出的手臂和腿就越多。相關研究成果發表於《自然—通訊》。
  • 科學家發現海葵進食越多觸手越多的原因
    但是研究顯示,小海葵是被證實可以根據食物生長出全新肢體的物種。  小海葵(Nematostellavectensis)是一種小型的花狀無脊椎動物,分布於北美海岸和英國部分地區的淺鹽湖中。他們最初是活動的幼蟲,然後進入細泥中,在那裡成長為成蟲,並在他們短暫的生命中停留下來。吃東西的時候,他們會用他們充滿毒液的觸角捕捉小的軟體動物和甲殼類動物,然後把它們放進嘴裡。
  • 遺傳密碼決定你會長出兩隻胳膊和兩條腿,但海葵則不服從這一規則
    你的遺傳密碼決定了你會長出兩隻胳膊和兩條腿,所有哺乳動物都有同樣的命運。同樣,魚的鰭的數量和昆蟲的腿和翅膀的數量都嵌入了它們的遺傳密碼中。然而,海葵卻不服從這一規則,它們的觸手數量不定。到目前為止,還不清楚是什麼調節海葵可以生長的觸角數量。 海德堡歐洲分子生物學實驗室的伊克米(Ikmi)小組的科學家與堪薩斯城Stowers醫學研究所的吉布森實驗室的研究人員合作,表明觸手的數量由食用的食物量決定。
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    | 圖片來源:Wikipedia一直以來,科學家都知道如海葵、珊瑚蟲、水螅蟲等刺胞動物都具有持續發育的能力。它們就像植物能不斷長出分枝一樣,一生中都能產生新的器官和身體軸。他們發現,星狀海葵的觸手數目的增加,與食物的攝入之間存在依賴關係——給星狀海葵餵養更多食物,它們的觸手出現得越快,有的可以在幾天之內就長出新的成對的觸手;但當餵養速度減慢時,觸手的生長就會隨之減緩。那麼是什麼驅動了觸手的生長呢?
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  • 新手飼養海葵為什麼特別容易翻缸?!
    海葵的口器有兩個功能,一是用來進食,二是用來排洩廢物。(有些噁心的有木有)海葵屬於刺細胞動物門,具有很強的攻擊性。它們伸展開來的美麗觸手會吸引獵物進入自己的捕食範圍然後在將獵物麻痺後送入到張開的口器當中。
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