海洋生物实验室 将CRISPR溶液注射到甲壳类动物胚胎中
信用:希瑟布鲁斯 这听起来像一个“一般的故事”——昆虫是如何获得翅膀的——但这确实是一个困扰生物学家一个多世纪的谜
近年来，关于昆虫翅膀进化的有趣且相互竞争的理论层出不穷，但没有一个是完全令人满意的
最后，来自海洋生物实验室(MBL)伍兹霍尔的一个小组利用很久以前的科学论文和最先进的基因组学方法解决了这个争议
这项由MBL研究助理希瑟·布鲁斯和MBL主管尼帕姆·帕特尔进行的研究发表在本周的《自然生态与进化》杂志上
研究小组证实，昆虫翅膀是从一种祖先甲壳动物(是的，甲壳动物)腿上的突起物或“裂片”进化而来的
大约3亿年前，这种海洋动物转变为陆地动物后，最靠近身体的腿部在胚胎发育过程中融入了体壁，也许是为了更好地支撑它在陆地上的重量
布鲁斯说:“腿裂片然后向上移动到昆虫的背部，这些后来形成了翅膀。”
布鲁斯说，花了一个世纪才弄明白这一点的原因之一是，直到2010年左右，人们才意识到昆虫与节肢动物门内的甲壳类动物关系最为密切，这是由基因相似性揭示的
布鲁斯说:“在此之前，根据形态学，每个人都把昆虫和千足虫、蜈蚣归为肉豆蔻纲。”
“如果你在多足类动物中寻找昆虫翅膀的来源，你什么也找不到，”她说
“所以昆虫的翅膀被认为是‘新颖’的结构，它在昆虫中出现，但在祖先中没有相应的结构——因为研究人员在错误的地方寻找昆虫的祖先
" 这里展示的吃东西的夏威夷金龟已经完成了基因组测序，是生物研究中最易遗传的甲壳类动物
信用:希瑟布鲁斯 帕特尔说:“人们对昆虫翅膀这种东西可能是进化的一种创新的想法感到非常兴奋。”
“但基因组比较中出现的一个故事是，没有什么是全新的；一切都来自某个地方
事实上，你可以从哪里找到答案
" 布鲁斯闻到了她现在报道的发现的气味，同时比较了甲壳类动物的分节腿、微小的沙滩跳虫和昆虫的分节腿的遗传指令，包括果蝇和甲虫赤拟谷盗
利用CRISPR-Cas9基因编辑，她系统地禁用了帕尔叶和昆虫中五个共享的腿部模式基因，并发现这些基因对应于离体壁最远的六个腿部片段
然而，Parhyale在它的体壁旁边有一个额外的第七条腿
她想知道那部分去了哪里？“所以我开始在文献中挖掘，我发现了1893年提出的一个非常古老的想法，那就是昆虫把它们最近的(最靠近身体的)腿部区域结合到了体壁上，”她说
昆虫将两个祖先甲壳动物的腿段(红色标记为7，粉色标记为8)整合到体壁中
腿段8上的叶片后来形成了昆虫的翅膀，而甲壳类动物的相应结构形成了三分之一板
信用:希瑟布鲁斯 “但我仍然没有故事的翅膀部分，”她说
“所以我不停地读啊读，我偶然发现了这个20世纪80年代的理论，昆虫不仅把它们最近的腿部区域整合到了体壁上，而且腿上的小裂片后来移到了背部，形成了翅膀
我想，哇，我的基因组和胚胎数据支持这些旧理论
" 如果没有现在可以用来探测无数生物基因组的工具，就不可能解开这个长期的谜，包括帕尔亚勒，帕特尔实验室已经把它发展成为甲壳类动物中基因最易处理的研究生物
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
