ヘビはどのようにして足を失いましたか?

2019-03-26
ヘビとトカゲは同じ順序のメンバーですが、脚のヘビ遺伝子は数百万年前に「オフ」にされました。クリスチャンベル/ゲッティイメージズ

ヘビとトカゲはどちらも有鱗目でカードを持っているメンバーです。しかし、トカゲが完全に形成された脚を滑ってダッシュする間、ヘビは脚のないスリザーを選びます。これらの動物がそのような異なる進化の道をたどった理由と方法は、科学的な議論の問題です。ただし、確かなことが1つあります。一部のヘビは、脚と足を発達させる遺伝暗号をまだ持っています。

では、なぜこれらのヘビは手足を発芽させ、茂みの中を気取って歩き始めないのですか?このプロセスの背後にある遺伝子の策略は、1億年以上前に発生した複数の遺伝子変異のおかげで、本質的に「オフ」の位置に切り替えられます。

これらの突然変異は、手足の発生に関与する特定の遺伝子(ソニックヘッジホッグ遺伝子(SHH))に影響を及ぼしました。そして、あなたが尋ねる前に、はい、それは実際には遺伝子の正式な名前であり、そのとがった外観のためにいわゆるです。ソニックヘッジホッグ遺伝子は手足に不可欠であるだけでなく、成長中の動物内での臓器とその配置のガイドも提供します。トカゲでは、SHHがアクティブであり、脚と足になります。ヘビでは無効になります。

2016年にNatureCommunicationsで発表された研究では、爬虫類のゲノムの変化が、最終的に生物の表現型、または特定の遺伝子の発現に由来する身体的特徴に明らかな変化をもたらしたことが示されました。要するに、遺伝子変異により、一部のトカゲは付属肢をなくし、ヘビになりましたが、DNAにそれらの脚の長い遺伝子のエコーを保持しています。

遺伝子配列の変化を正確に特定するために、研究者たちはヘビのゲノムを、完全な手足を持つ他の爬虫類や脊椎動物のゲノムと比較しました。彼らは特に、科学が完全に配列決定されたゲノムを持っているテグトカゲのゲノムに依存していました。

トカゲはたまたま、生物の発育中に特定の遺伝子をオン/オフすることができるDNA調節シーケンサー(エンハンサーと呼ばれる)を持っていました。SHHは、手足が完全に発達するためにこれらのエンハンサーを必要とします。これは、トカゲが4本の足で終わる方法です。しかし、ヘビでは、このエンハンサーは進化の過程でDNA配列から削除され、現在では、原始的なヘビからでも事実上(完全ではありませんが)削除されています。

一部のヘビでは、足の発達を導く役割を担うHOXDと呼ばれる別の遺伝子とともに、エンハンサーの痕跡がまだそこにあります。一部のパイソン胚は部分的な脚の骨や足板を発達させますが、これらの特徴は妊娠中の生き物が生まれるずっと前に崩壊します。

それでも、すべてのヘビが小さなナイキの靴を履いて全力疾走するという考えで完了する準備ができているわけではないという兆候が残っています。これらのヘビの下側をよく見ると、腹に小さなこぶがあり、足の痕跡が残っている可能性があります。

それはどういう意味ですか?ほんの少しの遺伝的突然変異で、いくつかのタイプの原始的なヘビ手足を発達させることができるかもしれません。それらは本質的に、DNAにすでに隠れている機能をアクティブにし、適切な変数がそれらの開発をトリガーするのを待つだけです。

今それは興味深いです

ヘビはあなたを捕まえるのに足を必要としません。ブラックマンバはの一つであり、世界で最悪のヘビと速く、ほとんどの人が実行できるよりもある毎時12マイル(19キロ)、約スリザーリンクことができます。そのスピードとその信じられないほど有毒な毒は、それを世界で最も恐れられている動物の1つにします。

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