由伦敦大学玛丽皇后学院(QMUL)领导的一项最新研究对动物生命周期的进化有了新的认识。这项发表在《自然》杂志上的研究表明,参与胚胎发育的基因的激活时间与是否存在幼虫阶段以及幼虫是以环境为食还是依靠母体的滋养有关。这一发现为理解不同动物物种所表现出的不同生命周期提供了一个机制。

一个多世纪以来,生物学家一直对动物物种的不同生命周期感到困惑。一些物种,包括人类和大多数脊椎动物,直接发育成成人的缩影,而其他物种则遵循一个变态过程,涉及被称为幼虫的中间形式。然而,直到现在,人们对幼虫的起源和它们的目的还知之甚少。

该研究使用现代技术对三种被称为环形动物的海洋无脊椎蠕虫的遗传信息进行排序,并将这些信息与相隔5亿多年进化的60多个物种的公共数据集相结合。通过对这些基因的遗传信息、活性和调控进行解码,研究人员发现,参与胚胎发生的基本基因的激活时间与幼虫阶段的存在或不存在相关。

据该研究的共同第一作者Francisco M. Martín-Zamora称:"看到进化如何塑造了动物胚胎'报时'的方式,在发育的早期或晚期激活重要的基因组,令人印象深刻。" 如果幼虫阶段不再是生存所必需的,那么激活基因以更早地形成躯干并直接发育为成体可能在进化上是有利的。

该研究的另一名作者,玛丽皇后学院有机生物学高级讲师Chema Martín-Durán博士强调了研究非模型物种对了解动物发育进化的重要性。他说:"发育生物学在很大程度上侧重于小鼠、苍蝇和其他我们所知的模型生物的成熟物种。我们的研究表明,经常被忽视的非模型物种的迷人生物学对于理解动物发育如何工作以及如何进化至关重要"。