你可能和七鳃鳗有比你想象的更多的共同点

俗话说，你可以选择朋友，但不能选择亲戚。这甚至适用于你远亲的进化史。就非常具体的遗传功能而言，人类与七鳃鳗的关系比科学家曾经认为的要密切一些。根据 2 月 20 日发表在《自然通讯》杂志上的一项研究，我们与这些 5 亿年前的动物有着相似的后脑，它们有吸盘状的嘴和锋利的牙齿。

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什么是后脑？

脊椎动物的大脑有三个基本单元——中脑、前脑和后脑。根据美国国立卫生研究院的数据，后脑包括脊髓上部、脑干和小脑。它控制着我们生存所必需的一些重要功能，包括血压、心率、呼吸节律、运动活动、睡眠和觉醒。

后脑是一个较古老的区域，在进化过程中一直被保留下来，或者说在整个进化过程中几乎没有变化。研究后脑可以帮助进化生物学家回顾过去，并整理出大脑发育和其他身体特征的时间表。

海七鳃鳗是原产于大西洋和五大湖的鱼类。它们在寄生阶段会花大约 12 到 18 个月的时间吸食其他鱼类的血液，然后才脱离寄生状态。它们在过去的 3.4 亿年里一直没有改变，但和其他脊椎动物一样有脊椎和骨骼。然而，它们的头部缺少颌骨。由于大多数脊椎动物都有颌骨，海七鳃鳗的这种差异对于理解脊椎动物的进化至关重要。

“大约 5 亿年前，脊椎动物起源于无颌类和有颌类动物，”研究合著者、斯托尔斯医学研究所遗传学家艾丽斯·贝多伊斯 (Alice Bedois) 在一份声明中表示。“我们想了解脊椎动物的大脑是如何进化的，以及有颌类脊椎动物是否有某种独特之处，而无颌类亲戚则缺乏这种东西。”

维生素A的作用

该团队在之前的研究基础上，发现构建和细分七鳃鳗后脑的基因与有颌脊椎动物的基因相同。然而，这些基因是相互连接的网络或电路的一部分，必须启动和引导才能正确构建后脑。

在这项新研究中，研究小组确定了一种常见的分子线索，它是指导七鳃鳗后脑发育的基因回路的一部分。这种线索可能来自你每天服用的多种维生素中的一种物质——视黄酸，即维生素 A。研究小组已经知道，视黄酸可以提示基因回路在复杂物种中构建后脑。然而，人们认为它并不参与包括七鳃鳗在内的更原始物种的后脑发育。

令他们惊讶的是，研究小组发现七鳃鳗核心后脑回路也是由视黄酸启动的。这提供了一些证据，表明这些吸嘴海怪与人类的关系比研究小组预期的要密切得多。

贝多瓦说：“我们发现，七鳃鳗后脑的发育不仅涉及相同的基因，还涉及相同的线索，这表明这一过程是所有脊椎动物的祖先。”

七鳃鳗与人类有共同祖先

研究团队表示，了解视黄酸提供的线索如何用于脊椎动物的正常头部和面部结构形成，对于了解这一过程为何失败至关重要。由于视黄酸是脑干发育过程中重要步骤的主要线索，因此更好地了解这一过程可能有助于解决人类和其他动物脑干发育不正常的情况。

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“人们认为，由于七鳃鳗没有下颌，它们的后脑形成方式与其他脊椎动物不同，”研究合著者、斯托尔斯医学研究所发育生物学家 Robb Krumlauf 在一份声明中表示。“我们已经证明，大脑的这个基本部分与老鼠甚至人类的构造方式完全相同。”

如果后脑的形成也是所有脊椎动物共同拥有和遗传的特征，那么其他机制也一定能够解释它们令人难以置信的多样性。

“我们都来自一个共同的祖先，”贝多伊斯说。“海七鳃鳗提供了额外的线索。现在我们需要追溯到更久远的进化史，以发现控制后脑形成的基因回路何时首次进化。”
2021 年的研究基于古生代七鳃鳗幼体化石，对人类与七鳃鳗关系更密切的观点泼了一盆冷水。无论如何，人类和七鳃鳗在脊椎动物谱系中的关系有多密切这一永恒谜团仍将继续存在。