李家堂揭秘：蛇年的蛇类进化之谜
李家堂揭秘：蛇年的蛇类进化之谜
2024年6月，中国科学院成都生物研究所李家堂团队在国际顶尖学术期刊《细胞》（Cell）发表了一篇重磅研究论文，揭示了蛇类起源及其特殊表型演化的遗传机制。这一发现不仅为我们理解蛇类的演化之路提供了重要线索，也为2025年蛇年增添了一份科学色彩。
蛇类起源：1.18亿年前的早白垩纪
李家堂团队基于大规模多组学技术与基因编辑手段，对全球4000种蛇类进行了系统研究。研究结果表明，蛇类最早出现在约1.18亿年前的早白垩纪，这一发现支持了蛇类由蜥蜴演化而来的假说。科研人员通过构建蛇类系统发育框架，揭示了蛇类从四肢退化到身体形态改变等一系列复杂性状进化的遗传基础。
四肢退化之谜：PTCH1蛋白的三个氨基酸残基缺失
蛇类最显著的特征之一就是四肢的缺失。李家堂团队通过比较基因组学与基因编辑等研究手段，发现蛇类PTCH1蛋白特异性缺失的三个氨基酸残基可能是其四肢缺失的重要遗传机制之一。这一发现为解释蛇类如何从四足动物演化而来提供了关键线索。
身体延长之谜：编码及非编码调控元件的快速演化
除了四肢退化，蛇类另一个显著特征就是身体的极度延长。研究发现，大量编码及非编码调控元件的快速演化驱动了蛇类身体的延长。这种演化不仅改变了蛇类的外观，也影响了其内脏器官的发育模式。
内脏器官不对称发育：DNAH11和FXJ1B基因的丢失
为了适应身体的延长，蛇类的内脏器官呈现出不对称发育的模式。例如，大多数蛇类的左肺趋于退化，而右肺则较为发达。研究发现，蛇类丢失了控制器官对称发育的DNAH11和FXJ1B基因，这是其左、右肺不对称发育的重要遗传因素。
特殊感官的演化：红外感应和穴居生活的适应
研究团队还探讨了红外感应蛇类和穴居的盲蛇类物种的特殊表型演化机制。他们发现，与热响应相关的PMP22基因和与三叉神经发育相关的NFIB基因的非编码调控元件的趋同演化，是部分蛇类感知红外光谱的重要遗传驱动力。而盲蛇类物种则通过视觉感受RPGRIP1基因的丢失及几丁质酶CHIA基因的快速演化，以适应穴居生活，并形成专食蚂蚁及蚂蚁卵的食性。
蛇年的文化象征：从科学到艺术的多重解读
2025年是农历乙巳蛇年。在中国传统文化中，蛇被视为智慧和生育的象征，同时也常被描绘为狡诈和邪恶的代表。而在西方文化中，蛇的形象则更为复杂。例如，世界卫生组织的标志上，一条缠绕在手杖上的蛇，源自古希腊“医神”阿斯克勒庇俄斯的传说，象征着医学和健康。
在现代日本文化中，蛇还被视为财运和再生的象征。人们会在钱包里放入蛇蜕或蛇形小饰品，佩戴蛇造型的戒指等首饰，以求好运。这种文化观念可能源于印度，那里的人们把白蛇视作掌管财运的辩财天的化身。
未来展望：蛇类研究的新篇章
李家堂团队的研究不仅揭示了蛇类演化的奥秘，更为未来的研究开辟了新方向。团队计划开发玉米蛇为模式动物，开展演化发育生物学研究，并聚焦蛇毒等重要遗传资源的挖掘和运用，为抗蛇毒血清及蛇毒衍生药物的研发提供科学支撑。
这一系列发现不仅让我们对蛇类有了更深入的了解，也为研究脊椎动物演化提供了新的视角。随着2025年蛇年的到来，这些科学发现将帮助我们以全新的眼光看待这一神秘而迷人的生物。