你可能觉得海葵和人类的共同点,大概就是都生活在地球上。一个泡在海水里随波逐流,一个站在陆地上刷手机,这差距怎么看都像是隔着整个进化史。但科学家最近发现,这种连大脑都没有的海洋生物,体内竟然藏着一份关于我们身体如何搭建的古老“施工图”。
这事听起来挺反直觉的,但确实是一项发表在《科学进展》(Science Advances)期刊上的研究得出的结论。来自维也纳大学的一个研究团队发现,海葵在构建身体时,使用了一种我们一直以为是“高等动物”专属的分子工具。这个发现,可能要把我们关于动物进化的一些老观念,重新梳理一遍。
海葵和人类,到底有多远?
先来理清一下海葵在生物进化树上的位置。它属于刺胞动物门,跟水母、珊瑚是亲戚。这个家族的成员有个共同特点:身体呈辐射对称,也就是围绕一个中心点向外生长。你可以想象一下,一个圆形的蛋糕,从上面切哪一刀看起来都差不多,海葵的身体大致就是这个逻辑。
而我们人类属于两侧对称动物,也叫双胚层动物。我们的身体有明确的“前”和“后”、“左”和“右”,大脑在头部,脊椎在背部,内脏在腹部,一切都是沿着一条中轴线对称排列的。这种身体构型,让我们能定向移动,也演化出了复杂的感觉器官和大脑。
从辐射对称到两侧对称,这被认为是动物进化史上一次极其关键的飞跃。而海葵,恰恰就站在了这条分界线的前面。它们没有大脑,没有我们熟悉的头尾之分,身体构造看起来也相当“原始”。所以,当科学家在海葵身上发现了一种与两侧对称动物构建身体时使用的关键分子机制时,确实让人吃了一惊。
一张古老的“分子施工图”
这项研究的主角是一种叫做骨形态发生蛋白(BMP)的分子。你可以把它理解为细胞世界的“定位信使”。在动物胚胎发育的早期,这些分子会形成一个浓度梯度,告诉身体里的细胞:“你现在在哪个位置,接下来应该长成什么组织。”
具体来说,在像果蝇、青蛙这样的两侧对称动物体内,BMP信号会呈现一个从低到高的浓度分布。浓度最低的地方,会发育成中枢神经系统;中等浓度的地方,会形成肾脏;而浓度最高的区域,则会发育成腹部皮肤。正是靠着这套精密的浓度梯度系统,胚胎才能从一团相似的细胞,分化出背腹分明、结构复杂的身体。
而这个过程,离不开一个名叫Chordin的抑制因子的协助。它不仅能抑制BMP的活性,还能像“摆渡车”一样,把BMP分子运送到需要的位置,从而建立起浓度梯度。这种“BMP穿梭”机制,此前一直被认为是两侧对称动物构建身体轴线的“独门绝技”。
维也纳大学的研究团队发现,海葵竟然也在使用同样的方法。它们的体内也存在Chordin介导的BMP穿梭机制,并且同样利用这种浓度梯度来构建身体轴线。这意味着,这套精密的分子工具,可能并不是两侧对称动物后来才发明的,而是早在刺胞动物和两侧对称动物分道扬镳之前,就已经存在于它们的共同祖先体内了。
一个存在了数亿年的“老古董”
这个发现之所以重要,是因为它把这项关键进化创新的时间点,大大地往前推了。根据研究人员的推算,刺胞动物和两侧对称动物的共同祖先,生活在大约6亿到7亿年前。如果海葵和人类都使用同一套BMP穿梭机制来构建身体,那就说明这套机制至少已经存在了6亿多年,并且经受住了漫长进化史的考验,被保留了下来。
这就像是在一个远古遗迹里,发现了一把和现代家门钥匙几乎一模一样的钥匙。它或许能打开一扇我们从未触及的进化之门,让我们得以窥见那个遥远祖先的身体构建逻辑。
当然,科学家对此依然保持着审慎的态度。这项研究的资深作者之一、维也纳大学的Grigory Genikhovich博士在新闻稿中表示:“我们可能永远无法排除两侧对称动物和两侧对称的刺胞动物是独立演化出各自身体构型的可能性。”也就是说,虽然海葵和人类都用了类似的“施工图”,但也许它们是各自独立“发明”了这套方法,而不是从同一个祖先那里继承来的。
不过,他也补充道:“但是,如果刺胞动物和两侧对称动物的最后共同祖先是一种两侧对称的动物,那么它很可能就是利用这种机制来构建身体的。”这句话的潜台词是:我们那个古老的祖先,可能比我们想象的要复杂得多。
为什么这个发现让人兴奋?
这项研究的有趣之处,不仅仅在于它刷新了我们对海葵的认知,更在于它提供了一条线索,帮助我们理解生命演化中一个核心问题:复杂的身体结构是如何一步步演化出来的?
过去,我们倾向于认为,从简单到复杂的进化路径是线性的,像爬楼梯一样,一步一步往上走。但海葵的例子似乎在说,一些关键的“创新”可能出现的非常早,早到在那些看起来“简单”的生物身上,就已经具备了构建复杂身体的“底层代码”。
这就像我们以为手机是智能手机时代才发明的触屏技术,结果发现,在功能机时代,就已经有实验室原型机用上了类似的技术。虽然它没有普及,但技术本身早已存在。
当然,这并不意味着海葵就“应该”进化成人类。进化不是一场有既定目标的赛跑,而更像是在不断适应环境的过程中,随机试错和筛选。海葵找到了适合自己生存的生态位,就一直保留着相对简单的身体构型,而我们的祖先则沿着另一条路径,演化出了更复杂的身体结构。但两者在分子层面共享的这套古老工具,却提醒着我们,所有现存的生命,都连接着同一个遥远的过去。
这项研究的发现,也让我们对“进化”这个词有了更深的理解。进化并不总是意味着“变得更复杂”,有时候,它也意味着“保留”。保留那些行之有效的古老机制,并在其基础上进行新的组合和改良。海葵和人类,一个看似简单,一个看似复杂,却在分子层面共享着同一份古老的“家底”。
这项研究发表在2025年的《科学进展》期刊上。论文的通讯作者之一、维也纳大学的David Mörsdorf博士在新闻稿中表示:“并非所有两侧对称动物都使用Chordin介导的BMP穿梭机制,例如青蛙会使用,但鱼类不会。然而,这种穿梭机制似乎在亲缘关系非常遥远的动物中反复出现,这使它成为祖先模式形成机制的一个很好的候选者。”他说:“不仅两侧对称动物,海葵也使用这种穿梭机制来塑造身体轴线,这一事实告诉我们,这种机制极其古老。”
所以,下次如果你在海洋馆里看到随波摇曳的海葵,或许可以多看一眼。这个看似简单、没有大脑的古老生物,它的体内,可能就藏着一份关于我们自身起源的、长达数亿年的“加密档案”。
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