七鳃鳗为人类“战斗或逃跑”本能的起源提供了线索

七鳃鳗为人类“战斗或逃跑”本能的起源提供了线索

七鳃鳗看起来就像恐怖电影里的生物,嘴里长满了牙齿,身体像鳗鱼,还有寄生行为。这些“水中吸血鬼”代表了脊椎动物和无脊椎动物之间的进化分叉,而关于我们与这些肉食性鱼类到底有多亲缘关系的科学争论又出现了新的转折。

科学家发现一些证据表明七鳃鳗拥有基本的交感神经系统,据信该系统控制着脊椎动物的战斗或逃跑反应。该研究结果详述于 4 月 17 日发表在《自然》杂志上的一项研究中,可能促使人们重新思考交感神经系统的起源。

七鳃鳗是科学家们研究的与脊椎动物大约 5.5 亿年前进化而来的鱼类祖先最接近的生物。它们属于一种古老的脊椎动物谱系,称为无颌鱼。一些科学家认为,它们代表了现存最早的脊椎动物群,可以为我们提供了解所有脊椎动物祖先的进化窗口。其他科学家对这些理论提出质疑,因为化石记录中缺乏七鳃鳗的证据。

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科学家以前认为七鳃鳗没有交感神经元。这些神经元是交感神经系统的一部分,交感神经系统是针对全身内脏器官(包括肠道、胰腺和心脏)的神经系统。该系统协同工作以应对危险或压力情况。它还帮助生物体保持体内平衡,确保心脏持续跳动、消化系统持续运转等。

在这项新研究中,一个团队利用七鳃鳗研究了发育变化如何促进脊椎动物特征(如战斗或逃跑)的进化。他们发现了最终形成交感神经元的干细胞类型的证据。这些细胞在七鳃鳗中的存在可能会改变交感神经系统开始进化的时间表。

实验室里的一只成年七鳃鳗。图片来源:Megan Martik

“一百多年来,文献表明七鳃鳗缺乏交感神经系统,”研究合著者、加州理工学院生物学家玛丽安·布朗纳在一份声明中说。“令人惊讶的是,我们发现七鳃鳗确实有交感神经元,但其出现的时间比预期的要晚得多。”

布朗纳和她的团队研究了神经嵴细胞。这是一种脊椎动物特有的干细胞,可产生遍布全身的多种细胞类型。科学家此前认为,七鳃鳗缺乏神经嵴衍生的前体细胞或祖细胞,而这些细胞最终会形成交感神经系统。

据布朗纳称,研究人员此前在七鳃鳗发育过程中寻找交感神经系统的证据,这比其他动物要早。例如,鸟类的交感神经系统在发育的前两到三天就形成了。

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研究合著者、加州理工学院进化生物学家布列塔尼·伊登斯研究了七鳃鳗中最终产生交感神经元的神经嵴衍生祖细胞。她发现,七鳃鳗的神经嵴衍生祖细胞出现的时间比其他动物晚得多。它们可以在受精后一个月出现。这些细胞直到发育约四个月后,即鱼的幼虫阶段,才会完全成熟为神经元。

目前尚不清楚七鳃鳗的交感神经系统是否控制着与其他脊椎动物类似的战斗或逃跑行为。据该团队称,这些发现表明,控制交感神经元形成的发育程序存在于从七鳃鳗到哺乳动物的所有脊椎动物中。

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