腸道的進化起源

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消化系統、皮膚、肌肉組織是如何進化的呢？這個問題困擾了科學家一個多世紀。維也納大學的研究人員對海葵（一種非常古老的動物）胚胎髮育的研究結果質疑了150年前提出的形成所有器官和組織的胚層具有同源性的假說。

該假說認為，身體中所有的器官和組織都來源於三個胚層之一，這些胚層在胚胎形成早期出現。這個胚層假說認為，皮膚和神經系統來源於外胚層，消化系統和其他內臟來源於內胚層，比如胰腺，而肌肉和生殖腺來源於中胚層。在早期，研究人員指出，不同動物的胚層數量存在差異。

大部分的動物，包括人類、昆蟲和蠕蟲，都是由這三個胚層發育而來，而刺胞動物（珊瑚、海葵或水母）缺少中胚層，只有兩個細胞層。中胚層的出現被認為是高等動物進化的關鍵。然而，目前為止，關於中胚層是如何進化的仍然存在爭論，也不清楚刺胞動物的兩個胚層與其他動物的三個胚層之間的關係如何。維也納大學分子進化和發育學院的UlrichTechnau發表了一項新研究，該研究提出了關於胚層進化的新觀點。

從進化的角度來看，形成消化系統的內胚層被認為在刺胞動物和其他動物之間存在進化相關性。Technau和同事們對這一假說進行了驗證，他們對海葵腸道和胰腺的消化酶生成細胞的胚胎起源和典型的發育調控基因進行了追蹤。研究人員發現，在海葵體內，生成消化酶和胰島素的腺體細胞並非來自於內胚層，而是來自於外胚層。挪威卑爾根大學的PatrickSteinmetz說：「當我發現海葵的內胚層衍生物中並沒有消化腺細胞時我感到非常困惑。這與生物學課本上講的不一樣。」

UlrichTechnau補充說：「研究結果完全顛覆了我對胚層起源的看法。這意味著，海葵和脊椎動物的內胚層雖然名字相同，但是從進化角度來看並沒有相關性。如果海葵的外胚層對應脊椎動物的腸道和胰腺，那麼海葵的內胚層對應脊椎動物的哪部分呢？」Steinmetz 和Technau對這一問題進行了進一步的探究，他們發現刺胞動物內胚層和脊椎動物的中胚層存在很強的相似性：二者都有大量相同的調控基因，都能夠生成相似的細胞類型，比如肌肉和性腺細胞。因此，海葵的內胚層與脊椎動物的中胚層存在明確的相關性，但是並不像具有三個胚層的動物那樣存在於中間的位置。存在於消化系統和皮膚之間的組織定位是導致進化出三胚層動物的關鍵事件。

Steinmetz總結說：「現在大部分的動物都是三胚層的，通過該研究我們對進化過程的關鍵事件有了更進一步的理解。」

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