没有头的海鞘,揭晓心与脑的古老联系

作者: Amy Maxmen

来源: Nature Portfolio

发布日期: 2022-04-09 08:00:00

科学家们发现了大脑和心脏的发育关联,这种联系早于脊椎动物的演化起源,甚至可能早于头脑本身。研究人员在研究海鞘时偶然发现了这种联系,海鞘是脊椎动物最近的现存亲属,它们头和心脏之间的演化联系很紧密。

身体各部分之间的重要联系,有助于人们深入了解脊椎动物近亲的演化。数个世纪以来,作家们一直将心灵视作人类激情、道德和勇气的核心。而相比之下,头脑则是冷静与理性的所在。早在1898年,美国诗人John Godfrey Saxe就曾描述过这种差异。不过他在诗中总结道,心灵和头脑是相互依存的。他写道,“两者结合,相得益彰。”“失去了光,何以有热?

”然而,彼时的Saxe不会知道头脑和心脏还有着深厚的生物学联系。在过去的15年里,科学家们发现了二者的发育关联。比如,2010年,研究人员发现,在小鼠胚胎中,分裂和分化后形成心脏的一小群细胞同样也形成了喉咙和头部的下半部分肌肉。两者的关键部位来源于同一群细胞。更令人惊讶的是,大脑和心脏的联系早于脊椎动物的演化起源,甚至可能早于头脑本身。研究人员在研究海鞘时偶然发现了这种联系。

海鞘是一种附着在海床上的泡状海洋生物,它有两个开口,其中一个用来吸水,另一个用来喷水,海鞘的英文名便由此而来。海鞘属于被囊类无脊椎动物。尽管天差地别,但它们是脊椎动物最近的现存亲属。被囊动物没有真正的头部,但是它们头和心脏之间的演化联系却很紧密。研究人员已经在海鞘胚胎中发现了一组通过分裂和分化形成心脏和类似脊椎动物喉部肌肉的细胞。

这表明,在数亿年前脊椎动物和无脊椎动物这两个谱系分化之前,头与心的联系就已经出现了。现在Swalla和其他研究人员正努力追溯这种联系可上推多久,是否起源于一种类似海鞘的、不活动的无头动物,或者是一种在游泳时面朝前方、头和心脏一起演化的动物。

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