中国科学家揭秘：蛇为何失去双腿？
中国科学家揭秘：蛇为何失去双腿？
近日，中国科学院成都生物研究所李家堂团队在国际学术期刊《细胞》上发表重要研究成果，揭示了蛇类失去双腿的遗传机制。这一发现不仅解答了困扰科学界已久的谜题，也为理解脊椎动物演化提供了新的视角。
研究团队通过整合谱系基因组学、大规模比较转录组学分析方法及基因编辑等实验技术，对全球极具代表性的蛇类物种进行了综合研究。研究发现，蛇类起源于约1.18亿年前早白垩纪，与帝王蛇蜥和科摩多巨蜥组成的支系互为姐妹枝，这提示蛇类的祖先起源于蜥蜴类物种。
蛇类最先分化出的类群为盲蛇类物种（Typhlopidae和Leptotyphlopidae），在白垩纪-早第三纪分界点（K-Pg，约6500万年前）的生物大灭绝事件之后迎来了物种的爆发。研究重构的蛇类祖先基因组由23对染色体组成，其中包含8对大染色体和15对小染色体。
蛇类失去双腿的遗传机制是研究的重要发现之一。研究揭示除ZRS增强子外，PTCH1基因编码蛋白的三个氨基酸残基缺失，可能是蛇类四肢缺失的重要遗传机制之一。随着四肢缺失，蛇类的体节数增加，身体延长。研究发现，控制脊椎前端发育（FOXC2）和后端发育（DLLC）的重要基因受到强烈正选择，提示它们可能是蛇类身体延长的重要遗传基础。
这一发现不仅解释了蛇类为何失去双腿，还为理解脊椎动物演化提供了重要启示。蛇类在进化历史上处于脊椎动物演化的关键节点，是脊椎动物的重要类群。该研究对理解脊椎动物复杂表型的演化具有重要意义，并能为人类相关疾病的防治提供重要科学支撑。
例如，研究发现导致蛇类肺部不对称发育的基因，能为人类肺部疾病的研究提供新的视角。李家堂团队未来将聚焦开发玉米蛇为模式动物并开展演化发育生物学研究。同时，围绕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。
这一研究成果得到了学术界的广泛关注和认可。中国科学院成都生物研究所博士生彭长军、昆明动物研究所吴东东研究员和成都生物研究所助理研究员任金龙为该论文共同第一作者，李家堂为该论文的独立通讯作者。该研究得到中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金等的资助。