人耳软骨可能与鱼鳃软骨存在雷同的基因回路。本报讯 狗用耳朵表白情感、蝙蝠用耳朵捕食、年夜象用耳朵扇风……只管脊椎植物的耳朵“名堂单一”，但研讨发明，只有哺乳植物才领有凸起、庞杂的外耳构造。1月9日宣布的两项自力但互补的研讨，提醒了外耳的构成及其惊人的退化细节。此中，宣布于《迷信》的研讨发明，哺乳植物的外耳跟身材其余部位存在一种不平常的软骨，后者充斥了脂质，存在更高的柔韧性；宣布于《天然》的研讨则从退化角度剖析发明，塑造哺乳植物外耳的遗传把持回路可能是从与鱼鳃相似的回路退化而来的。上述软骨的发明是一个偶尔。事先，美国加利福尼亚年夜学欧文分校的干细胞生物学家Maksim Plikus跟共事筹备在显微镜下对小鼠耳朵停止察看。他们用化学物资对耳朵构造停止枯燥处置后，发明样本呈现了显明的缺口，而这平日象征着此中含有脂质。他们留神到，这种软骨差别于传统软骨，其间充斥了脂质细胞，就像气泡膜一样。这一发明挑衅了传统观念，即软骨含有很少的脂质。“剖解学教科书的共鸣是，软骨重要有3种。而咱们发明了第四种。”Plikus说。Plikus等人在小鼠的鼻子、喉部及胸骨中发明了更多这种富含脂质的软骨，同时也在负鼠、蝙蝠跟人类等其余哺乳植物的耳朵中检测到这种软骨。而两栖类、匍匐类跟鸟类这些不外耳的植物，则缺乏这种软骨。在一台可能经由过程拉伸资料丈量其强度的呆板中放入这种新型软骨样本后，研讨职员发明，它比脂肪更硬，但比膝盖跟肋骨中的一般软骨更柔嫩。当他们经由过程化学方式提取脂质后，这种软骨变得更硬、更有弹性，也更像一般软骨。这标明，脂质付与了它差别平常的特征。Plikus说，这种软骨是很好的构造资料。这些软骨细胞巨细平均，像乐高积木一样陈列成十分庞杂的微不雅构造。它们一旦就位，便会毕生存在于植物体内，保持构造稳固性，至少在啮齿植物中是如许。现实上，哺乳植物外耳的来源始终是个谜，局部起因是软骨平日很难酿成化石保存上去。在胚胎发育进程中，鱼鳃软骨跟哺乳植物外耳软骨来自统一类细胞。美国南加利福尼亚年夜学发育生物学家J.Gage Crump跟共事发明，这此中有一个积重难返的遗传要素。当他们丈量斑马鱼跟人类的软骨基因活性时，发明人类耳软骨的形式与斑马鱼鳃构造的形式最类似。研讨职员得出论断，鱼鳃跟人类耳软骨共享了一些要害的DNA序列，后者能够加强特定基因的活性。他们从人类耳软骨中判定出14个基因序列，此中有5个也呈现在斑马鱼鳃软骨中，只有一个存在于非鳃软骨中。研讨职员还发明，此中一些序列至少在鱼类跟哺乳植物之间是能够调换的。当他们将人类的DNA序列调换给斑马鱼后，这些序列重要激活了鱼鳃中的基因。而将斑马鱼鳃基因激活因子增加到小鼠胚胎中后，其耳朵中的基因被激活了。Crump说，上述研讨成果标明，为构建耳朵，哺乳植物应用了与鱼类构建鳃雷同的基因把持回路。Crump等人还剖析了脊椎植物近亲马蹄蟹的鳃构造。成果发明，斑马鱼软骨基因激活因子在马蹄蟹的鳃中也能起感化，反之亦然。“咱们的耳朵可能是一个软骨退化的残留物。”Crump说。美国耶鲁年夜学的古生物学家Bhart Anjan Bhullar说，假如能进一步证明终极呈现在鱼鳃跟哺乳植物耳朵中的软骨，是在无脊椎植物中发生的，将“改写咱们懂得的植物史”。研讨职员同时指出，对于软骨的新发明可能有助于为人体受损部位创立替换构造。（徐锐）相干论文信息：https://doi.org/10.1126/science.ads9960https://doi.org/10.1038/s41586-024-08577-5