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鱼出水:溪鱼胚胎如何适应其发育

本站发布时间:2024-06-11 11:47:30

每年都有一次的基利鱼生活在极度干旱的地区。巴塞尔大学的一个研究小组现在在《科学》杂志上报道说,溪鱼的早期胚胎发生与其他物种的胚胎发生不同。与其他鱼类不同,它们的身体结构从一开始就不是预先确定的。这可以使该物种在干旱期毫发无损地生存下来

绿松石底鱼栖息在条件极端的地区。该物种原产于非洲,由于其独特的生命周期,可以在长期干旱中生存。在潮湿时期,它们把受精卵产在泥里。当海水干涸时,成鱼就会死亡,而胚胎则通过进入滞育而在干泥中休眠。一旦下雨,胚胎的发育就会继续

与其他动物相比,溪鱼的早期胚胎完全分散到单个细胞中,这些细胞随后聚集形成体轴和胚胎本身。因此,弗氏诺托布兰奇鱼的胚胎发生和生命周期适应了其环境条件

巴塞尔大学Biozentrum的Alex Schier教授团队以及哈佛大学和西雅图华盛顿大学的研究人员发现,溪鱼的早期胚胎发生在分子水平上也与其他鱼类不同

Schier说:“通常情况下,鱼胚胎的背腹体轴,即背部和腹部,已经由母亲决定了。”。“我们发现,溪鱼的胚胎细胞不是母体预先形成的,而是自组织形成体轴。”研究人员在他们的文章中描述了溪鱼的背腹轴是如何形成的

所谓的葫芦娃因子在鱼类早期胚胎发育中起着决定性作用。它从母亲传给胚胎,并决定身体的背腹轴。这对于形态发生以及器官的正确形成和定位至关重要

Schier解释道:“以前,人们认为葫芦娃对轴心的形成是不可或缺的。”。“我们现在已经能够证明这种因子在killifish中是不活跃的。胚胎细胞自己找到正确的位置,它们在解离后完全自我组织。”

与其他鱼类相比,killifish的背腹轴的确定发生在后期,并受胚胎因子的调节。Schier说:“胚胎几乎神奇地出现了。”。Schier说:“这种情况到底是如何发生的,目前尚不清楚。”。基利鱼胚胎中缺乏母体预模式可能会提供生存优势,防止旱季受损细胞的积累或身体结构信息的丢失

Schier总结道:“我们的研究表明,进化在极端环境施加的选择性压力下找到了替代的发展途径。”

More information: Philip B. Abitua et al, Axis formation in annual killifish: Nodal and β-catenin regulate morphogenesis without Huluwa prepatterning, Science (2024). DOI: 10.1126/science.ado7604. www.science.org/doi/10.1126/science.ado7604

Journal information: Science

Provided by University of Basel

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