蛇年的科学秘密：Shh基因如何让蛇失去四肢？

蛇年的科学秘密：Shh基因如何让蛇失去四肢？

引用

百度

等

5

来源

1.

https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=0dd66aa1458c7c1daa93f3d7431e9d7b

2.

https://www.audiology.org/how-snakes-lost-their-legs-and-how-it-relates-to-audiology/

3.

https://animals.howstuffworks.com/extinct-animals/snakes-with-legs.htm

4.

http://www.dictall.com/indu/072/07141903CA6.htm

5.

https://evolution.zju.edu.cn/science/detail20.html

在即将到来的蛇年，让我们一起探索一个关于蛇的科学之谜：为什么蛇会失去四肢？这个看似简单的问题，背后却隐藏着复杂的遗传学原理和漫长的进化历程。

要理解蛇类为什么失去四肢，我们首先需要认识一个重要的基因——Sonic hedgehog（Shh）基因。这个基因在动物胚胎发育过程中起着关键作用，特别是在肢体形成方面。而调控Shh基因表达的关键元件，是一个名为Zone of Polarizing Activity Regulatory Sequence（ZRS）的增强子。

ZRS增强子位于LMBR1基因内部，通过与Shh基因相互作用，调控肢体的正常发育。在蛇类中，ZRS的功能逐渐退化，导致Shh基因无法正常表达，最终使得蛇类失去了四肢。这一发现来自于对蛇类基因组的深入研究，科学家们通过比较不同物种的ZRS序列，揭示了蛇类四肢退化的分子机制。

蛇类失去四肢的过程并非一蹴而就，而是经历了漫长的进化历程。2015年，科学家在南美洲发现了一具惊人的化石——一条具有完整四肢的蛇，被命名为Tetrapodophis amplectus。这条生活在约1.2亿年前的蛇，不仅拥有发达的前后肢，还保留了典型的蛇类特征，如细长的身体和鳞片覆盖的皮肤。

另一个重要的化石证据来自Najash rionegrina，这是一种生活在约9000万年前的蛇类，其化石在阿根廷巴塔哥尼亚地区被发现。这种蛇虽然已经失去了前肢，但仍然保留着相对发达的后肢。这些化石证据清晰地展示了蛇类从四足到无足的进化轨迹。

尽管现代蛇类已经完全失去了四肢，但在一些蛇类身上，我们仍然可以找到四肢退化的痕迹。例如，某些蟒蛇在肛门附近保留了一对角质化的小突起，这些结构就是它们祖先曾经拥有四肢的证据。这些残留的结构虽然已经失去了原有的功能，但它们的存在为我们提供了重要的遗传线索。

既然蛇类曾经拥有四肢，那么它们未来会不会重新演化出四肢呢？从目前的研究来看，这种可能性极低。现代蛇类已经高度适应了无肢的生活方式，它们的身体结构和运动方式都经过了数千万年的优化。此外，基因层面的变化使得重新演化四肢变得异常困难。

蛇类失去四肢的过程，是自然选择和遗传变异共同作用的结果。这一过程不仅改变了蛇类的外观，更重塑了它们的生存方式。通过研究蛇类四肢退化的遗传机制，我们不仅能更好地理解生物进化的过程，还能为人类遗传学研究提供新的视角。

蛇类失去四肢的故事，是一个关于适应、变异和自然选择的精彩案例。通过科学家们的不懈努力，我们终于揭开了这个困扰人类已久的谜题。在这个蛇年，让我们以科学的眼光重新认识这些神秘而迷人的生物，感受大自然进化的奇妙魅力。