海星沒有頭？其實它整體就是個“頭”

科技日報北京11月1日電 （記者張夢然）1日發(fā)表在《自然》雜志上的一項最新研究表明，海星和其它棘皮動物的身體，其實是它們的頭部。這一發(fā)現(xiàn)揭示了一個長期以來的謎團：這些生物是如何進化出獨特的星形身體的。

棘皮動物是一類動物，包括海星、海膽和沙錢。它們具有獨特的“五重對稱”身體結(jié)構(gòu)——身體部位排列成五個相等的部分。這與它們的雙側(cè)對稱祖先非常不同，它們的祖先是左側(cè)和右側(cè)彼此鏡像對稱，就像人類和許多其它動物一樣。

在美國斯坦福大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項聯(lián)合研究中，科學(xué)家將海星的分子標(biāo)記與其它后口動物進行了比較，后口動物是一個更廣泛的動物群體，包括棘皮動物和雙側(cè)對稱動物，它們其實擁有共同的祖先。

研究人員使用各種高科技分子和基因組技術(shù)來了解海星發(fā)育和生長過程中不同基因的表達位置，并使用微型CT掃描到了以前未知的細節(jié)。
另一組研究人員則利用“RNA斷層掃描”和“原位雜交”技術(shù)創(chuàng)建了海星基因表達的三維圖譜，繪制了控制外胚層（包括神經(jīng)系統(tǒng)和皮膚）發(fā)育的基因表達圖譜，這可揭示后口動物體內(nèi)從前到后的圖案。

團隊發(fā)現(xiàn)，這種圖案與海星臂的中線到橫向軸相關(guān)。海星臂的中線代表前部，最外側(cè)的橫向部分更像后部。在后口動物中，有一組獨特的基因在軀干的外胚層中表達；但在海星中，許多基因在外胚層中根本不表達。

研究人員解釋說，在將海星的基因表達與脊椎動物等其它動物群體進行比較時，意外發(fā)現(xiàn)海星身體結(jié)構(gòu)的一個關(guān)鍵部分缺失了。通常與動物軀干相關(guān)的基因不在外胚層中表達，因此看起來整個棘皮動物的身體結(jié)構(gòu)，大致相當(dāng)于其它動物群體的頭部。

這表明，海星和其它棘皮動物或通過“拋棄”其雙側(cè)對稱祖先的軀干區(qū)域，進化出了“五重對稱”結(jié)構(gòu)，這也讓它們的移動和進食方式，都與雙側(cè)對稱的動物不同。