科学家在藻类中发现了沙漏形的发育模式

科学家在藻类中发现了沙漏形的发育模式

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腾讯

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德国马克斯·普朗克生物学研究所的科学家在褐藻中发现了一种独特的发育模式——沙漏模型。这一发现不仅揭示了多细胞生物进化过程中的重要规律，也为理解生命起源和演化提供了新的视角。

复杂的多细胞性在各种真核谱系中独立进化，包括动物、植物、真菌和藻类。胚胎发育的沙漏模型意味着跨物种发育的早期和晚期阶段表现出形态和分子多样性，而中期胚胎阶段仍然高度保守。

研究小组检查了褐藻中是否存在类似的模式，褐藻在大约 4.5 亿年前独立进化出多细胞生物。研究人员选择了几种褐藻，包括锯齿墨角藻（Fucus serratus）、二枝墨角藻（Fucus distichus）和绿果藻（Ectocarpus sp .），并利用RNA测序来分析不同发育阶段的基因表达。

分析表明，形态更为复杂的褐藻，如锯齿墨角藻和二枝墨角藻，在胚胎发生过程中具有清晰的沙漏图案。这些物种在早期和晚期之间表现出显着的基因表达变化，中间有一个高度保守的阶段，支持了这种模式发生在褐藻中的假设。

该研究还使用转录组年龄指数来量化所研究物种生命周期中基因表达模式的保守性和分歧。在发育的早期和晚期阶段，基因表达存在更大的多样性，表明转录组差异更大，而在胚胎中期，褐藻表达进化上更古老的基因。

这一发现可能对进化生物学的未来研究和多细胞生物的发展产生重大影响。