头发羽毛始于鳞片

科学家研究了蜥蜴的胚胎，发现了鳞片、毛发和羽毛之间的关系。照片来源:fastfun23/iStockphoto

头发、鳞片和羽毛似乎没有什么共同之处。然而，一项新发表的研究表明，这些组织似乎是从一个单一的祖先进化而来的，一种生活在3亿年前的爬行动物。

奥地利维也纳医科大学的皮肤科医生利奥波德·爱克哈特没有参与这项研究，他说这项研究有望结束进化生物学历史上一场漫长而有争议的争论。他说:“它确实回答了一些重要的问题。”

科学家们很早就知道哺乳动物的毛发和鸟类的羽毛是从基板发育而来的，基板是由被称为柱状细胞的特殊细胞在胚胎中形成的增厚的皮肤斑块。由于这些斑块不是在爬行动物胚胎中发现的，科学家认为爬行动物的鳞片与哺乳动物的毛发和鸟类的羽毛无关。

由于鸟类和哺乳动物是从不同的血统进化而来的，科学家们提出了两个假设:基板是在完全相同的时间从鸟类和哺乳动物中独立进化而来的；或者爬行动物会随着时间的推移失去它们的基质，而鸟类和哺乳动物不会。

瑞士日内瓦大学的遗传学家米歇尔·米林科维奇说:“人们想象非常复杂的假设来解释爬行动物没有底物。”

然而，当米林科维奇在宠物市场看到一种罕见的无鳞爬行动物(澳大利亚松狮蜥蜴)时，他无意中介入了这场持续了几十年的争论。

买了一只澳大利亚蜥蜴后，米林科维奇研究了这种爬行动物的脱氧核糖核酸(DNA)，发现外源基因蛋白A(EDA)的突变导致蜥蜴没有鳞片。与此同时，这种基因突变还会导致老鼠和人类秃顶、牙齿和指甲畸形。

这一发现让米林科维奇和他的同事、芬兰赫尔辛基大学的生物学家尼古拉斯·迪-普瓦怀疑他们是否能找到毛发、羽毛和鳞片之间的进化关系。

为了找到这个问题的答案，研究人员把重点放在了松狮蜥蜴、尼罗河鳄鱼和玉米蛇的胚胎上。与之前的研究相比，研究人员发现爬行动物实际上在胚胎中形成了自己的基质。他们在6月24日的《科学进步》杂志上报道了研究结果。

通过用扫描电子显微镜观察爬行动物胚胎，研究人员发现了数百种底物。每个基底都是最终形成鳞片的地方。然而，米林科维奇指出，这些结构——基本上是一些小突起——在位置和发展过程中是零星的。他说:“你只能在正确的时间和正确的地点看到它们。”

研究人员指出，携带两个EDA突变拷贝的爬行动物根本没有发育基质，导致鳞片缺失。然而，携带EDA突变拷贝的爬行动物发育出更小的规模。

爱克哈特先前发现哺乳动物的毛发形成基因以及鸟类和爬行动物的爪子形成基因是相同的，他说他希望这个领域能继续处理今天的其他问题，比如鳞片、羽毛和毛发是如何进化成今天的特定特征的。

但是其他科学家说争论还没有结束。洛杉矶南加州大学的病理学家郑明楚指出，尽管这项研究提供了良好的数据，但他认为这只是一个增量更新，就像软件从2.1版升级到2.2版一样。他说:“未来还有更多令人兴奋的工作等着我们去完成。”(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2016-06-27，第二版国际)

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