單細胞生物怎麼進化成多細胞生物?
在進化史上,有許多重大的轉變,從微觀的單細胞世界向多細胞動物世界的飛躍,就是其中之一。
長期存在的觀點認為:多細胞動物是從類似現代海綿細胞的單細胞祖先進化而來的。
昆士蘭大學的科學家6月12日發表在《nature》最新研究結果,顛覆了生物學家對動物進化史長達一個世紀的理解。
研究小組通過對所有表達的基因進行測序,繪製了單個細胞的圖譜,讓研究人員能夠隨著時間的推移比較相似類型的細胞。這意味著他們可以通過尋找每種細胞類型的「特徵」,梳理出單個細胞類型的進化史。
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利用新技術來研究多細胞動物是如何進化的,發現揭示了一個驚人的事實:最早的多細胞動物可能不像現代的海綿細胞,而更像是可轉換細胞的集合,即動物王國中所有細胞的曾曾曾祖母很可能與幹細胞非常相似。
這明顯與多年來的傳統相悖。
幾十年來,生物學家一直認為現有的理論是顯而易見的,因為海綿領鞭毛細胞看起來非常像單細胞領鞭毛蟲---後者被認為是動物現存的近親。
但研究證實它們的轉錄組特徵根本不匹配,這意味著它們並不是我們最初認為的動物生命的核心組成部分。
與植物和真菌相比,動物有更多的細胞類型,以非常不同的方式使用---從神經元到肌肉---細胞的靈活性從一開始就對動物進化至關重要。
多細胞生物帶來了難以置信的複雜性,創造了我們今天看到的動物、植物、真菌和藻類王國。
這項技術只在最近幾年才被使用,但它幫助我們最終解決了一個古老的問題,發現了一些與任何人曾經提出的完全相反的東西。
我們正在顛覆進化生物學的核心理論。
小編感悟:藉助新技術,我們有機會重新想像最初產生動物的步驟,以及將單細胞轉變成多細胞動物生命的基本規則。希望這一發現能幫助我們了解自身的狀況,以及我們對自己幹細胞和癌症的了解。
參考資料:
1. How multi-celled animals developed
2. Pluripotency and the origin of animal multicellularity
3. Evolutionary discovery to rewrite textbooks
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