突变马陆长出6对多余生殖肢：揭示基因调控奥秘

　　新浪科技讯 北京时间6月1日消息，据国外媒体报道，在动物的每个细胞里面，都蕴藏着塑造动物外形的整套指令。但是，在胚胎发育过程中，动物的各个器官是如何知道要长在什么部位的呢？复杂的蛋白质活动会使基因关闭或开启，胚胎的一端会长成脑袋，而另一端则可能长成屁股。

　　发育过程中有时也会发生差错。比如，科学家就发现有一只马陆长出了6对多余的生殖肢。换句话说，它长出了总共16只生殖附肢，其中有4只是正常的，另外12只则是多余的。这只突变的马陆并不仅仅是“怪胎”，它还可以帮助我们了解许多有关肢体发育和基因调控的奥秘。

　　哺乳动物的内、外生殖器官位于距离不远的位置，并且通过各种管道连接。对于马陆来说，无论是雄性还是雌性，它们的性腺(卵巢和精巢)都位于体内，在第三体节的位置。如果换在人体上，大约是胸骨附近。

　　雌性马陆的外生殖器位于第三体节，但被包裹在一个封闭的“盒子”里。雄性马陆需要推开这个“盒子”的盖，然后才能把精子放进去。它们利用生殖肢来完成这一动作。这些生殖肢取代了雄性马陆的第八和第九对足。生殖肢不是阴茎，而是类似于携带精子的输送带。

　　马陆的精巢与生殖肢并不相连，因此，雄性马陆需要将身体蜷曲起来，将生殖肢伸入第二对足之间的小孔中。生殖肢是空心的，能将精子吸起来，此时雄性马陆已经做好了交配的准备。正常的Ommatoiulus moreleti(此物种存疑)具有4只生殖肢。与其他马陆一样，这些生殖肢也是成对出现。但即使是就马陆而言，16只生殖肢也太多了。

　　有一类特殊的基因具有“调控”功能，通常称之为“同源基因”(Hox genes)。这些基因与其他基因一道，能告诉发育中的细胞哪些潜在的DNA选项可以激活。在这只奇特的马陆身上，发生了所谓的“同源转化突变”。在一些部位，发育成生殖肢的指令不知怎么并没有被关闭，从而使它的几对足都被生殖肢所取代。

　　马陆的发育过程较为复杂。在刚刚孵化出来的时候，马陆并不具备功能性的性腺，也没有生殖肢——它们只长着3对足。随着马陆生长和蜕壳，它们每次都会增加两对足。在大约第4次或第5次蜕壳的时候，它们的生殖肢才会出现。更为奇特的是，有些马陆物种甚至能反转性成熟，即具有功能性腺的成年雄性马陆能在蜕壳之后，回到长出生殖肢之前的阶段。

　　早胚胎发育的早期阶段，对生殖器官位置和生成过程的编码就已经开始。研究者提出了一个多余生殖肢出现的可能机制。图表中黑色圆圈表示未来将发育成生殖肢的细胞群，而灰色圆圈表示的是一般的体节。这只变异马陆的生殖肢占据了整整16个位置，这些位置原本应该是1个胚胎初级体节通过4个周期的分裂产生的。

　　马陆的变异由来已久，但直到不久之前，科学家才拥有了遗传学工具，对它们在基因层面上发生的变化进行记录。研究者刚刚开始对马陆的基因进行研究。科学家对大多数马陆的基因组并不了解，可以想见，还有许多令人激动的发现正等待着我们。有关这一研究的结果发表在2014年11期的《动物学前沿》(Frontiers in Zoology)上，作者是Akkari等。(任天)