一个针尖大小的胚胎细胞团,凭什么决定你是先长头还是先长尾巴?一个世纪前,这个问题让一位德国博士生拿下了诺奖。如今,她的继任者们在一群比水母还古老的动物身上,把这套指挥系统又揪了出来。
1924年,汉斯·斯佩曼和博士生希尔德·曼戈尔德在两栖动物胚胎中挪了一小片叫作“胚孔”的组织,结果接收胚胎硬生生多长出一条身体轴线。这团细胞就像建筑工地的总工,能让周围组织听令,定出头尾和背腹。斯佩曼因此拿了1935年诺贝尔奖,而25岁的曼戈尔德在实验发表的同年死于一场火灾,没来得及看到这个“组织者”概念的爆炸式辐射。
近一百年后,德国耶拿大学的团队翻出这份经典实验手册,却挑了另一种完全不搭界的动物——栉水母。这种通体透明、靠纤毛划水的小东西,虽然名字带水母,但在演化树上站得比水母更早,大约7亿年前就和我们的祖先分道扬镳。在《自然》杂志的这篇新论文里,研究人员把栉水母胚胎的胚孔区组织染色后移植,结果受体胚胎同样生出了第二条身体轴线,与当年两栖动物的结果如出一辙。
“通过这一系列实验,我们证明了这条协调全身轴线的关键机制,可以一直追溯到动物多细胞化的黎明期。”领衔这项研究的演化生物学家安德烈亚斯·海因诺尔解释道。因为现存的栉水母是动物界最早的分支之一,如果在它们身上也能找到同样的发育信号系统,就意味着身体构建的“总指挥”,很可能在数十亿年前多细胞生命刚冒头时就已经上岗了。
这可不是又多了一种会发光的海洋生物那么简单。一个已经被写进教科书近一个世纪的发育原则,如今在无脊椎动物最古老的支系里得到重复验证,等于把动物身体构造的底层逻辑,往前推了一大截。当年曼戈尔德没做完的手术,新一代研究者用更精密的染色和追踪手段补齐,证明那些移植细胞不仅自己长,还会调动邻居一起开工。
一个胚胎的自我组装指南,远比我们想的要古老。下次你再疑惑“为什么人类和栉水母能有共同点”,记住这个7亿岁高龄的胚胎指挥官就行了。
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