脊椎动物是如何成功进化为捕食者的？

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七鳃鳗——鱼中的“吸血鬼”。

七鳃鳗——鱼中的“吸血鬼”，经常利用一排排放射状的锋利牙齿深入宿主的皮肤，吸取血液和其他液体作为食物。渔民们对它们深恶痛绝，然而对美国加州理工学院的科学家来说，这些可怕的鱼为脊椎动物的进化和成功提供了重要的线索。

七鳃鳗没有上下颌，因为它们是地球上最原始的脊椎动物，将其与其它脊椎动物进行比较，可以让我们了解随着时间的推移，上下颌以及头部的其他结构是如何进化的。这对于理解捕食等严重依赖颌骨力量的行为具有重要意义。

近日，加州理工学院的科学家们发现，一种名为神经嵴细胞的干细胞可能有助于解释脊椎动物是如何逐渐进化出一个越来越高效的头部，进而帮助它们成为捕食者的。神经嵴细胞起源于发育中的中枢神经系统，此后会在整个胚胎中迁移。它们在颌骨以及头面部其他重要部位的发育过程中起着重要的作用，这使其成为研究脊椎动物头部进化过程的良好候选者。

“七鳃鳗就像活化石，我们可以通过它们猜测原始脊椎动物的样子。”这项研究的通讯作者Marianne Bronner说，“在20世纪80年代，有人提出，神经嵴是脊椎动物的发明，是它使获得‘新头’成为了可能。我们想通过研究七鳃鳗的神经嵴基因来验证这一点。”

这项研究由博士后学者Megan Martik领导，研究人员首先比较了七鳃鳗和鸡胚胎神经嵴的基因组成，结果发现，七鳃鳗的神经嵴细胞缺乏鸟类和哺乳动物头部神经嵴中存在的重要基因，而这些基因对于形成像颌骨这样的高级结构至关重要。

研究小组想知道神经嵴最终是如何获得这些基因的。为此，他们研究了有颌骨动物的神经嵴基因，如鲨鱼和斑马鱼，它们在七鳃鳗之后、但在鸡和其他鸟类之前进化。Martik和她的同事们发现，随着脊椎动物生命树和新物种的进化，神经嵴系统中基因的逐渐增加创造了有助于使头部更加复杂的遗传程序。

原创编译：花花 审稿：alone 责编：张梦

期刊来源： 《自然》

期刊编号： 0028-0836

原文链接：https://phys.org/news/2019-11-vertebrates-predators-tweaking-neural-crest.html

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