中國科研團隊揭示脊椎動物肺臟演化之謎

來源：中國新聞網

中新社西安2月15日電 (楊英琦 阿琳娜)記者15日從西北工業大學獲悉，該校生態環境學院研究團隊在《自然·生態與進化》(《Nature Ecology& Evolution》)期刊發表關於脊椎動物肺臟起源演化的研究成果，從基因和分子水平揭示覆雜器官是如何在演化過程中逐步形成的。

該團隊此前研究顯示，肺與魚鰾同源，且肺可能起源於軟骨魚與硬骨魚的共同祖先，但其具體起源節點仍未明確。爲解開肺臟進化之謎，該研究團隊對多種動物的肺組織進行了廣泛而細緻的研究。

研究發現，肺臟的形成其實遵循了一套“遺傳控制系統”，指導細胞協同工作。這套系統指揮着細胞如何排列成複雜的血管分支，同時讓肺部上皮細胞發揮專門功能，從而打造出一個高效的氣血交換平臺。有趣的是，雖然如鯊魚、鰩魚等軟骨魚體內也具備構建肺臟所需的基礎基因，但它們並沒有真正發展出肺臟，這些基因在軟骨魚體內已經被用到其他任務上。

進一步研究顯示，真正促成肺臟形成的關鍵在於硬骨魚祖先獨特的基因調控網絡。這一發現不僅解釋了爲什麼擁有相關基因的軟骨魚卻沒有演化出真正的肺臟，也與最新的化石研究結果互爲佐證，提供了關於脊椎動物呼吸系統起源於硬骨魚祖先的一份新的、充滿說服力的證據。

在後續的演化過程中，哺乳動物通過獲得新的基因，發展出了更精密的肺泡結構，提高了氣體交換效率。這表明，器官的演化既需要重組現有的基因網絡，也需要獲得新的基因，兩種方式共同推動了器官功能的完善。

以上研究成果展示了器官進化中的基因調控和新基因創新如何推動結構和功能的不斷優化，爲人們理解脊椎動物在漫長進化歷程中如何適應環境提供了新的視角。(完)