1億5千萬年前 蛇族祖先有手腳

蟒蛇在蛇類中屬於比較年長的種類,身上還有未完全退化的殘肢結構。(photo by 維基百科)

【台灣醒報記者林佳楠綜合報導】成語「畫蛇添足」說的是多此一舉,但是在1億5千萬年前,蛇族祖先可是有手有腳的!知名生物學術期刊《Cell》及《Current Biology》日前共刊出2篇研究論文,各從基因學及發育生物學的角度,證明蛇類動物曾經具備四肢。

美國《生命科學》新聞指出,近期有2篇研究透過不同研究方法,取得同樣的結果。《Cell》期刊網站20日發布一篇研究指出,蛇體內中有個基因段被稱為「極化活性區調控序列」(ZRS),此基因段的突變造成蛇體的四肢萎縮。

研究人員拿老鼠胚胎細胞來做實驗,並使用了近期很熱門的「基因編輯」技術。他們移除老鼠細胞中的ZRS基因段後,置入蛇類的ZRS。實驗結果顯示,老鼠沒有長出任何四肢,研究人員因而認為ZRS對於四肢發展有決定性的作用。

該研究的資深作者、加州勞倫斯伯克利國家實驗室的遺傳學家維瑟爾20日發出聲明表示,「對於人類和其他脊椎動物的四肢發展,ZRS只是眾多有影響性的DNA元素之一。但在蛇類動物身上,該基因段呈現毀損的狀況。」

維瑟爾所屬團隊研究「資歷」年長的蟒蛇,在牠們身上觀察到尚未完全退化的後肢、或是藏在肌肉裡未退化的足骨。而在比較「資淺」的蛇類身上,例如奎蛇和眼鏡蛇,則沒有看到任何類似四肢的結構。他們也發現,蛇體內的ZRS基因段中,有個稱為「音蝟因子」(sonic hedgehog)的基因突變了。

他們再深入觀察蛇體的ZRS基因段,發現其中有17種基因組是蛇足退化的關鍵。當研究人員再修正這些基因組,並放到老鼠胚胎細胞中,老鼠就長出其正常的四肢了。雖然實驗看似順利,但維瑟爾也指出,生物通常都有一些多餘的基因,以避免像這類的突變發生,因此蛇足消失的演化過程可能還有更多因素決定。

另外一篇在《Current Biology》期刊上發表的研究則指出,成年蛇類沒有四肢,但某些幼齡的蛇類胚胎細胞中則可觀察到四肢的結構。此研究的作者之一科恩認為,前述《Cell》所發表的研究對生物學界有令人興奮的重大貢獻。