5亿年前鲨鱼已经具备发育手指足趾基因

据国外媒体报道，最新一项研究表明，5亿年前鲨鱼所具备的基因特征，能够像陆地动物一样发育出手指和足趾。研究人员通过鉴定梅花鲨晶胚的基因活跃性显示基因中具有能够发育趾部的特征。这项新发现将改写动物进化历史，使远古动物从鳍发育到趾的年代推后1.35亿年。

科学家们认为手指和足趾基因最初形成于3.65亿年前地球上最早的四足脊椎爬行动物，然而这项新发现显示手指和足趾基因的首次形成要更早，而是发现在鱼类身上，尽管这种基因并未使鱼类长出相应手指或足趾。负责此项研究的佛罗里达大学马丁•库恩在声明中称，我们现已揭示出早期远古动物附肢发育的基因复杂性。目前，这项研究报告发表在本周出版的《公共科学图书馆•综合》（PLos ONE）期刊上。

肢体发育发生于有肢动物的胚胎阶段，受同源异型基因（hox gene）控制。在同源异型基因早期阶段会表达肢部向前臂和胫骨发育的调控，后期阶段将表达手指和足趾的发育形成。库恩在接受媒体记者采访时说，“长期以来，研究人员一直认为鱼鳍的发育过程只表现了同源异型基因的早期阶段。直到近期我们对梅花鲨晶胚鳍胚芽的分析才发现它的同源异型基因在早期和后期阶段都处于活跃状态，同样，鲨鱼和多骨鱼共同的远古祖先也具有这一特征。因此同源异型基因后期阶段并不是唯一地出现在四足动物的进化历程之中。”

但是，为什么鲨鱼具有基因功能并不能生长出手指或足趾呢？研究人员猜测这是由于鲨鱼的基因表达很短暂，同时这样的基因只出现在很小范围的细胞中。

一项早期研究证实同源异型基因出现的年代要比人们所认识的年代更早，此前研究人员认为这种基因只是陆地动物发育肢体所独有的特征。该研究负责人马库斯•大卫说，“我们已证实同源异型基因出现在远古匙吻鲟鱼身上，匙吻鲟鱼是目前地球上古老的鱼类，研究结果发现这些远古鱼类在进化成有肢体的动物之前，就已经具备了生长四肢的同源异型基因功能。”据悉，大卫的这项研究报告发表在今年5月份的《自然》杂志期刊上。

库恩的这项研究表明，鱼类向脊椎动物的进化历程要更早，同时，对于动物的前肢、足部、手指以及脚趾的发育，并不需要新的基因或新的基因表达模式。大卫说，“基因的发展进化很特殊，现有基因及其基因功能的轻微变化就能够发育形成新的肢体形式，表现出新的肢体功能。”