肛門如何進化而來?可能與精子有關(guān)
一項遺傳學(xué)分析表明,肛門最初可能是一個用于釋放精子的開口,后來與腸道融合——這是進化改變結(jié)構(gòu)的典型例子。
肛門是一項極其成功的創(chuàng)新,但它究竟如何進化而來?一項遺傳學(xué)分析表明,肛門最初可能是一個用于釋放精子的開口,后來與腸道融合——這是進化改變結(jié)構(gòu)的典型例子。近日,相關(guān)研究成果公布于預(yù)印本平臺bioRxiv。
肛門的進化可能為包括人類在內(nèi)的所有高級動物的身體結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。圖片來源:MattLphotography/Alamy
挪威卑爾根大學(xué)的Andreas Hejnol說:“一旦存在洞,你就可以將它用于其他目的?!?/span>
學(xué)界認(rèn)為早期動物先進化出口腔和腸道,后出現(xiàn)肛門,因為水母等簡單生物至今仍有口無肛門。Hejnol解釋說,這類生物必須將上一餐的殘渣從口中排出,才能再次進食。
關(guān)于早期動物如何進化出肛門的一種觀點是,口腔和肛門源于同一個開口,后來一分為二。然而,2008年,Hejnol團隊發(fā)現(xiàn),控制口腔發(fā)育的關(guān)鍵基因與控制后腸發(fā)育的基因完全不同,表明肛門有一個獨立的起源。現(xiàn)在,他認(rèn)為已經(jīng)找到了答案。
Hejnol和同事一直在研究博克異渦蟲——一種在海底發(fā)現(xiàn)的蠕蟲狀生物,有口腔和腸道,但沒有肛門,可能是介于水母祖先和首批有肛動物之間的古生物群活體代表。
研究人員發(fā)現(xiàn),雄博克異渦蟲有一個用于釋放精子的單獨開口,這個開口被稱為生殖孔。而雌性沒有開口,依舊通過口腔排卵。研究團隊還發(fā)現(xiàn),控制有肛動物后腸發(fā)育的幾個關(guān)鍵基因也控制著博克異渦蟲生殖孔的發(fā)育,表明它們存在進化上的聯(lián)系。
“情況可能是由于生殖孔已經(jīng)存在,而消化系統(tǒng)就在附近,因此,它們就融合了?!盚ejnol說,“它們相互連接,形成了一個共同的開口?!?/span>
“數(shù)據(jù)非常令人信服?!庇鴤惗卮髮W(xué)學(xué)院的Max Telford說,“我研究異渦蟲已經(jīng)很長時間了,從未注意到它有生殖孔,這真是令人驚訝?!?/span>
追溯肛門的起源并不只是出于好奇,從口腔到肛門的貫穿通道是一個至今仍在使用的生物體結(jié)構(gòu)。“我們周圍幾乎所有動物的存在可能都與這一通道有關(guān)?!盩elford說。
然而,Telford認(rèn)為博克異渦蟲并沒有把人們引向正確的方向。他推測該動物所屬的群體曾經(jīng)有一個與生殖孔相連的肛門,然后又失去了肛門。換言之,Telford認(rèn)為,這個群體是在肛門進化后出現(xiàn)的,而不是代表肛門出現(xiàn)前的階段。
Hejnol則認(rèn)為自己的解釋更有可能性,但現(xiàn)在還沒有辦法結(jié)束這場爭論。
相關(guān)論文信息:
https://doi.org/10.1101/2025.02.10.637358