研究揭蜘蛛为何长不成大象

作者:浮夸的晓编 分类:探索 发布于:2014-5-10
  研究人员从激素角度解释,为何一些动物在达到恐怖电影中的令人毛骨悚然的体型前就停止生长了。

  控制动物生长速度和体型的生理和遗传机制一直是个谜。一项针对果蝇的研究为研究动物如何控制身体大小带来了新的曙光,同时有助于解释为什么一些肿瘤会不受控制地增长。

  两大独立的过程决定了动物能长多大。第一个过程控制动物的生长速度,主要取决于胰岛素或类似的激素(起提示细胞生长和分裂的作用)。第二个过程控制动物发育成熟的时间或昆虫破茧成蝶(毛毛虫变成蝴蝶的过程)的时机。例如,两种激素影响果蝇破茧成蝶的时机。一种是蜕化素,又被称作蜕皮激素,因为蜕化素水平的提高能促使昆虫蜕皮或经历其他变化。另一种是保幼激素(JH),当JH水平降低时,果蝇停止生长并开始破茧成蝶的过程。

  在2010年的一项研究中,科学家培育出一种不能产生JH的果蝇。结果发现,在这些发育不良的成年果蝇中,仅75%属于正常大小且很多在未成年时就已死亡。但科学家并不清楚其中的原因。一种可能性是,JH的缺乏缩短了果蝇的一个关键成长阶段,使得果蝇提前发育。第二种假设是,JH的缺乏可能仅仅是放慢了果蝇的生长速度,但没有改变其破茧成蝶的时机。

  葡萄牙奥埃拉斯市古尔班基安科学研究所发育生物学家Christen Mirth和美国伊利诺伊州森林湖学院昆虫遗传学家Alexander Shingleton共同领导的团队培育了健康果蝇和缺乏JH的果蝇,并比较它们的一系列特征,包括生长的时间和生长激素的水平。缺乏JH的果蝇没有提前开始破茧成蝶的过程,从而意味着第二种假设是正确的,该团队将这一发现在线发表于近日的美国《国家科学院院刊》上。然而,出乎意料的是,研究人员还发现这种发育不良的影响可以消除——即使果蝇产生其他两种与生长有关的激素。例如,如果研究者使用遗传学技术提高蜕化素水平,缺乏JH的果蝇也可生长到正常大小。

  并未参与该研究的马萨诸塞州威尔斯利学院生物学助理教授Yuichiro Suzuki说:“如果该发现也适用于其他类型的昆虫和动物,将有助于揭示动物生长和体型调节的普遍机制。”