科学家们在物种进化的研究中取得了重大突破,并进一步证明了先进的可视化技术可以用来追踪不同生物发展中最微小的变化
新的研究使用了光学显微镜和计算机视觉的结合来测量三种不同物种胚胎的所有可观察特征
这些测量结果被记录在一个频谱上,通过这个频谱,科学家们能够比较这些测量结果之间的差异,这些差异是以前记录的,在确定离散发展事件的时间上存在差异
对所谓的能量概率曲线(EPT)的详细分析为研究人员提供了第一个证据,证明传统的发育事件测量时间与胚胎的可观察特征的整体变化有关
在每次发育事件发生之前和之后,所有的基因都会发生变化
在《生理学前沿》一书中,研究人员通过对生物发育的评估和跨物种组合的能力进行了更深入的评估,从而应用了研究如何发展和进化的潜力
他们补充道,当气候和环境变化对地球上的许多部分产生重大——甚至是有害的——影响时,这是一个明显的结构性时刻
这项研究由普利茅斯大学胚胎表型研究小组的科学家在生物和海洋科学学院进行,并建立了15多年的基础性研究体系来监测胚胎的发育
由生物技术和生物科学研究委员会资助的博士后研究员JamieMcCoy博士说:“这篇论文中突出的进步对于解决哪些物种在发展过程中存在差异这一基本问题至关重要。测量发展时间的差异是研究人员研究发展变化如何驱动进化的主要方式之一。但我们的研究结果表明,测量发展事件的时间正是我们如何测量和分析进化的起点rychanges通过对三种不同物种的EPTs进行评估,我们发现它们可以为我们提供一种替代的方法来理解如何发展导致进化的变化“.EPT方法使用动物在其早期和后期动态活动中的经过时间视频。每个视频都是由一系列个体运动组成的,这些运动的权利从一帧到下一帧的波动对象,如心脏跳动、肌肉收缩或由毛发驱动的胚胎的运动。
研究人员可以在固定值中探索这些波动,并将其转换为频率数据,允许对其生物学的不同方面进行全面的研究,以促进免疫系统的发展
科学家们可以通过观察和分析,而不是选择一个合适的测量方法,来捕捉所有的困难——比如心率或运动的变化——并利用多频率数据来捕捉更大的数据,以适应生物反应
该研究的资深作者OliverTills博士自2007年以来一直是胚胎表型研究的领军人物,并于2020年获得英国研究与创新未来领导者奖学金,以推进这项工作标题为:“我们目前对生物学的理解受到可用于观察的技术的限制,我们需要一种新的技术来推动生物生命史最复杂的时期。这项研究对促进我们对生物学发展和进化之间的联系的理解有着广泛的意义,标志着在全球范围内对飞行形态发展的高度监测方面迈出了重要的一步。”两个发展生物学专家组
当前研究建筑中使用的EPT方法始于20年前,使用手动测量
这项工作是由Jennifer Smirthwaite博士和普利茅斯大学和蒙尼奇技术大学的同事领导的,并记录了时间的数量——在两个病例之间的发展事件的数量的变化——在新的水钉中的病例数量EPTs应用于该研究中的三种淡水指甲,并对其进行了计时,以确定这些发育过程中的进化变化是否与表型的更高维度变化有关
来源:
Materials provided by
University of Plymouth. Original written by Alan Williams.
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参考:
2024-01-20
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