生物進(jìn)化最讓人驚嘆的部件就是眼睛和翅膀,在不同種動(dòng)物身上這些特殊器官已經(jīng)經(jīng)歷了許多次進(jìn)化。鳥(niǎo)類(lèi)的飛行祖先和蝙蝠的哺乳動(dòng)物祖先都各自進(jìn)化出了翅膀就是一個(gè)例子。同樣的事情也發(fā)生在人類(lèi)和魷魚(yú)身上:我們和魷魚(yú)有相同的眼睛,而且有同樣的基因。這種現象在科學(xué)上叫做趨同進(jìn)化。
發(fā)表在《自然科學(xué)報告》上的一篇最新研究中,研究人員發(fā)現盡管人類(lèi)和魷魚(yú)屬于不同的生物家族,但是兩者的眼睛卻是由相同基因進(jìn)化而來(lái)的。
眼睛和所有器官一樣是許多基因共同決定的。大多數基因中的信息決定了眼睛的構成。比如某個(gè)基因決定了眼睛中的光敏色素,另一個(gè)基因決定了構成晶狀體。
構成眼睛的基因大多數就像零件清單,你負責做這塊,他負責做那塊。但是也有某些基因負責將眼睛的不同構造拼湊在一起,保障眼睛協(xié)調工作。這些基因不負責生產(chǎn)任何部件,而是規定了什么時(shí)候生產(chǎn)什么零件以及什么時(shí)候該裝配到一起。這些基因被稱(chēng)作“主控基因”。
主控基因對構成眼睛對最重要信息片段稱(chēng)為Pax6。早期的Pax6也許只是協(xié)調構造十分簡(jiǎn)單的眼部——只是一些感光細胞的堆積,告知原始生物什何時(shí)處在開(kāi)闊地何時(shí)處在黑暗環(huán)境或者陰影中。

原始的Pax6基因流傳到今天,鳥(niǎo)類(lèi)、蜂類(lèi)、貝殼、鯨、魷魚(yú)乃至你我的眼睛都受這種基因調控。Pax6在這么多不同的動(dòng)物身上出現,說(shuō)明它早在這些動(dòng)物的祖先在進(jìn)化大道上分道揚鑣之前就早已存在——大概在距今5億年前的寒武紀時(shí)期。
Pax6負責構建昆蟲(chóng)的復眼,同時(shí)也負責構建包括人類(lèi)在內的脊椎動(dòng)物的眼睛:具有晶體的相機一樣的眼睛,(具有虹膜、晶狀體、液態(tài)內容和感知圖像的視網(wǎng)膜的封閉結構)要構造如此精巧的結構,Pax6的調控行為變得更加復雜。為了適應這種變化,進(jìn)化增加了調控基因的數量。

和所有基因類(lèi)似的是,Pax6基因是一段寫(xiě)在DNA編碼里的指示片段。為了讓DNA編碼工作,需要RNA對其讀取并復制成不同的基因代碼。
RNA編碼的有趣之處在于編碼可以被編輯,其中一種編輯類(lèi)型稱(chēng)為“RNA剪接”,是將RNA中的中端切除,將剩下的兩頭相連。剪接的神奇之處在于可以用相同的RNA代碼片段做出兩種不同的指示。由Pax6轉錄的RNA可以通過(guò)剪接手段進(jìn)行編輯。結果是同樣的Pax6轉錄RNA可以生成兩種不同的指示。
頭足類(lèi)動(dòng)物和脊椎動(dòng)物擁有相同的“相機眼”。頭足類(lèi)和人類(lèi)獨立進(jìn)化出了這種眼睛,這點(diǎn)信息非常重要。
頭足類(lèi)動(dòng)物身上發(fā)生的Pax6 RNA剪接告訴了人類(lèi)進(jìn)化是如何走過(guò)不同的歷程又進(jìn)化出了相同的結果。
[王大發(fā)財 via theconversation]
聯(lián)系客服