大約在1億多年前，蛇就已經(jīng)失去了四肢。這個(gè)時(shí)間可早了，要知道霸王龍統(tǒng)治地球也不過(guò)才3500萬(wàn)年前。

但是科學(xué)家們卻一直在想辦法證明，是基因突變導(dǎo)致蛇的身體結(jié)構(gòu)發(fā)生這樣的變化。

現(xiàn)在新的研究表明，一段涉及四肢形成的DNA能夠進(jìn)一步闡述蛇類獨(dú)特身體特征的原因。

來(lái)自美國(guó)加州科研機(jī)構(gòu)和瑞士巴塞爾大學(xué)的科學(xué)家們將蛇的DNA片段插入實(shí)驗(yàn)小鼠的體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)小鼠的四肢發(fā)生截?cái)唷Ｒ虼?，他們得出結(jié)論：正是因?yàn)橛嘘P(guān)四肢形成DNA的缺失，導(dǎo)致蛇類在進(jìn)化過(guò)程中失去了四肢。

遺傳學(xué)家Axel Visel表示，在人體乃至所有長(zhǎng)腿的脊椎動(dòng)物中，控制四肢形成的DNA片段實(shí)際上并不是一種。而對(duì)于蛇類來(lái)說(shuō)，這種DNA結(jié)構(gòu)遭到了破壞。這可能是蛇類進(jìn)化過(guò)程所需要經(jīng)歷的一環(huán)，不同于其它的哺乳動(dòng)物和爬行動(dòng)物，它們已然不再需要四肢?，F(xiàn)代蛇類已經(jīng)擁有脊椎動(dòng)物進(jìn)化史上最獨(dú)特的身體結(jié)構(gòu)。

Visel博士和他的研究團(tuán)隊(duì)想要仔細(xì)研究一下基本蛇類的基因組，例如蟒蛇。實(shí)際上這些蛇類具有遺留下來(lái)的腿，只是你看不見(jiàn)，因?yàn)檫@些細(xì)小的腿骨埋在他們的肌肉之中。而相對(duì)高級(jí)一些的蛇類則屬于完全沒(méi)有這種隱形的腿骨，比如毒蛇和眼鏡蛇之類。

上圖中分別是小鼠正狀態(tài)下的四肢以及分別插入來(lái)自毒蛇和蟒蛇ZRS后的四肢，通過(guò)掃描可見(jiàn)差異明顯。

在這些基因組中，他們尤為關(guān)注一段被稱為音猬因子(Shh)的基因，因?yàn)檫@段基因參與可許多的發(fā)育過(guò)程，這其中就包括四肢的形成。

研究人員檢查了Shh中的一個(gè)基因片段，這段DNA被稱為偏振帶活動(dòng)監(jiān)管序列(ZRS)，其實(shí)這段基因本來(lái)很平常，但在蛇類中卻發(fā)生了突變。

為了進(jìn)一步證實(shí)突變導(dǎo)致的結(jié)果，他們使用CRISPR基因編輯法將ZRS插入到實(shí)驗(yàn)小鼠的體內(nèi)。結(jié)果是，如果插入的基因序列來(lái)自哺乳動(dòng)物，那么小鼠的四肢完全可以正常發(fā)育。即便這些插入的ZRS基因來(lái)自魚類，雖然魚本身的魚鰭纖細(xì)單薄，小鼠的四肢依舊可以正常發(fā)育。

但是，插入小鼠的ZRS來(lái)自蛇類的時(shí)候，小鼠身體會(huì)發(fā)生明顯的前后肢截?cái)喱F(xiàn)象，說(shuō)明這種身體變化的原因來(lái)自蛇類。

為了確定蛇類在進(jìn)化中失去四肢就是因?yàn)閆RS，研究人員仔細(xì)研究了這段獨(dú)特基因的進(jìn)化史。

通過(guò)將蛇類和其它脊椎動(dòng)物的基因進(jìn)行比對(duì)，研究人員發(fā)現(xiàn)蛇體內(nèi)存在17對(duì)堿基對(duì)缺失。這種缺失直接導(dǎo)致了ZRS的消失，而ZRS正是形成動(dòng)物四肢基因片段Shh的關(guān)鍵部分。

之后，他們通過(guò)人工的方式重建缺失的17個(gè)堿基對(duì)來(lái)回?fù)苓M(jìn)化鐘，以創(chuàng)造混合狀態(tài)的ZRS，并試圖在小鼠DNA上進(jìn)行編輯。小鼠接受重建后的ZRS后，竟然長(zhǎng)出了正常的四肢。

雖然看起來(lái)蛇沒(méi)有腿的神秘原因已經(jīng)得到的解決，但是Visel教授表示，在進(jìn)化過(guò)程中，蛇類沒(méi)有腿的真正原因可能并不能用一個(gè)基因的缺失這么簡(jiǎn)單的事兒就涵蓋過(guò)去了。

在實(shí)驗(yàn)小鼠的ZRS片段中肯定還有不同的部分，蛇類ZRS中的突變也肯定不只一處，當(dāng)然，蛇類也不是脊椎動(dòng)物中唯一缺胳膊少腿的。

盡管進(jìn)化過(guò)程不同，一些蜥蜴、鰻魚及其他魚類和海洋哺乳動(dòng)物也在數(shù)千年的進(jìn)化中失去了四肢。這種進(jìn)化現(xiàn)象在動(dòng)物進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生了數(shù)次，目前我們可以假設(shè)它是安全的，至少它沒(méi)有影響到其它基因的功能。

雖然關(guān)于基因的問(wèn)題很復(fù)雜，但隨著基因編輯工具的發(fā)展，我們最終一定可以對(duì)身體中的基因變化有更加系統(tǒng)的認(rèn)知。

我們的四肢是從魚鰓進(jìn)化來(lái)的？

有一種觀點(diǎn)認(rèn)為我們的四肢是在一個(gè)多世紀(jì)以前從魚鰓進(jìn)化而來(lái)，這種觀點(diǎn)一直備受質(zhì)疑，因?yàn)槿鄙倩C據(jù)，但這種猜想沒(méi)準(zhǔn)是對(duì)的。

今年早些時(shí)候，研究人員證明人類的四肢和軟骨魚的腮共享同一個(gè)基因，例如鯊魚之類。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有可能讓頜類脊椎動(dòng)物的起源明亮起來(lái)，這其中當(dāng)然也包括人類。

不像其它魚類，軟骨魚有一系列的皮瓣來(lái)保護(hù)自己的腮。這些皮瓣由拱形軟骨支撐，被稱為腮條。

1878年，德國(guó)解剖學(xué)家Karl Gegenbaur提出偶鰭理論，并認(rèn)為四肢從魚類的腮條進(jìn)化而來(lái)。然而至今為止，并沒(méi)有化石證據(jù)支撐這一觀點(diǎn)。

目前，科學(xué)家們已經(jīng)用最新的基因技術(shù)重新調(diào)查Gegenbaur的理論。