肠道的进化起源

肠道，皮肤和肌肉组织是如何进化的?这个问题涉及科学家一个多世纪。通过调查海葵(一种非常古老的动物世系)的胚胎发育，维也纳大学的研究人员现在得出结论，这些结论挑战了150年来形成的胚层的同源性(共同进化起源)的假设所有后来的器官和组织。

根据一个有150年历史的假设，我们体内的所有组织和器官都来自早期胚胎发育过程中建立的三个胚层之一。这种“胚层假说”指出皮肤和神经系统来自外外胚层，肠道和一些内部器官，如胰腺，来自内胚层，而肌肉和性腺来自中间层，即中胚层。早期，研究人员注意到不同动物群体中胚层数量的根本差异。

虽然大多数动物，如人类，昆虫和蠕虫，都是从三个胚层发育而来的，但刺胞动物(珊瑚，海葵或海蜇)缺乏中间层，在发育过程中和整个生命过程中只有两个细胞层。中胚层作为第三中间胚层的出现被认为是复杂动物进化过程中的关键事件。然而，到目前为止，中胚层是如何进化的，以及两个刺猬胚层如何与大多数其他动物的三层相关，这是有争议的。来自维也纳大学分子进化与发展系Ulrich Technau实验室的新出版物提供了一个关于胚层发育的全新观点。

最内部的肠道形成内胚层一直被认为是刺胞动物和其他动物之间的进化相关。在他们的研究中，Technau及其同事现在通过追踪消化酶产生细胞的胚胎起源以及海葵中肠和胰腺典型的发育调节基因来检验这一假设。作者表明，在海葵中，与之前的所有信念相反，消化酶和产生胰岛素的腺体细胞不是从内胚层发育而是从口腔的外胚层部分咽部发育而来。“当我第一次看到海葵的所有内胚层衍生物完全没有消化腺细胞时，我感到很困惑。这不是生物学教科书中教授的内容”Patrick Steinmetz解释说，

“结果完全改变了我们对胚层的起源的看法。这意味着海葵和脊椎动物中的'内胚层'，虽然它们被称为相同，但实际上并不是进化相关的”Ulrich Technau补充道。如果海葵的口外胚层而不是内胚层对应于脊椎动物的肠道和胰腺，那么海葵内胚层的脊椎动物相关性是什么?当Steinmetz和Technau深入研究这个问题时，他们发现了刺胞动物内胚层和中间中胚层之间的强烈相似性：两者共享大量的调节基因，并且两者都产生类似的细胞类型，如肌肉或性腺细胞。该海葵因此显示出中胚层的明显相关性，但不是在三层动物中发现的中间位置。因此，肠道和皮肤之间组织的定位而非新颖的出现是导致三层动物进化的关键事件。

Steinmetz总结道：“现在绝大多数动物都会发展出3个胚层，我们已朝着理解这一进化成功故事中最关键的事件之一迈出了一大步。”

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