【公益行】美国科学院院刊刊发中科院海洋所软体动物发育演化研究新进展

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图为笠贝和鳗鱼的hox表达模式

12月23日，美国科学院刊pnas在网上发表了中国科学院海洋所刘保忠课题组题为Dorsoventraldecouplingofhoxgeneunderpinsthepersificationofmoluscs的研究论文。 该研究基于hox基因在软体动物早期发育中的表达模式，提出了软体动物身体模式发育进化的新机制，为理解动物的进化机制提供了新的视角。

软体动物是节肢动物以外的第二大动物门类，也是种类最多的海洋动物群。 软体动物的一大优点是其身体模型( body plan )大大多样化，双壳贝(牡蛎、扇贝、各种蛤蜊等)、腹足类(海螺、笠贝、兔子等)、头足类(章鱼、鱿鱼、鹦鹉螺等)的身体模型差异很大 剩下的小类群，如掘足纲(角贝)、多板纲(鳗鱼)、无板纲、单板纲等也各有自己的身体结构模型。 软件动物是如何发育进化出这么多种身体模型的，是重要的进化生物学问题。

hox基因是动物发育的重要基因，沿身体前后轴表达(共线性)，在很多动物中表达模式很相似。 但是，软体动物hox基因的表达模式非常多样，其理由尚不清楚。 本文比较了两种进化关系遥远的软体动物(笠贝和鳗鱼)的hox基因进行了系统研究。 通过对大量发育时期表达数据的研究和系统总结，这两种动物hox表达模式看起来大不相同，其实暗示了重要的共享规律:两种动物hox基因的表达都分为两个部分，分别是背上的贝贝 背部表现与各类群独特的贝壳格式有关，腹部表现在特定的发育阶段表现出保守的共线模式。 这些结果一方面明确了关于软体动物hox基因共线性表达的争论，另一方面说明了在不同组的软体动物中总是能看到不同的hox表达模式的理由。 基于对这一深刻规律的新认识，研究小组提出了关于软体动物进化机制的新假设，即hox基因背腹分离的表达模式，推动了贝壳和脚的多样性，支持了软体动物身体模型的多样性。 同时，这个假设可以扩展到更大的动物分类次数，可能是基本身体模型的进化机制，为理解动物的多样性(寒武纪大爆发等)提供了重要的参考。

:廖玺娇审编:chengfang

来源：亚洲公益报