뱀은 어떻게 다리를 잃었습니까?

Mar 26 2019
뱀과 도마뱀은 공통 조상을 공유하며 뱀은 여전히 ​​다리와 발에 대한 유전 적 암호를 가지고 있습니다. 그렇다면 그 부속물은 어디로 갔습니까?
뱀과 도마뱀은 같은 종류의 일원이지만 다리에 대한 뱀 유전자는 수백만 년 전에 "꺼졌습니다". Kristian Bell / Getty 이미지

뱀과 도마뱀 은 모두 Squamata 주문의 카드 소지 멤버입니다. 그러나 도마뱀은 완전히 형성된 다리를 걷거나 돌진하는 반면, 은 다리가없는 미끄러지는 것을 선택합니다. 이 동물들이 왜 그렇게 다른 진화 경로를 택했는지는 과학적 논쟁의 문제입니다. 그러나 한 가지는 확실합니다. 일부 뱀은 여전히 ​​다리와 발을 발달시킬 수있는 유전자 암호를 가지고 있습니다.

그렇다면 왜이 뱀은 사지를 싹이 트고 덤불 사이로 뻗어나 가기 시작하지 않습니까? 이 과정의이면에있는 유전 적 기계는 1 억년 이상 전에 발생한 여러 유전 적 돌연변이 덕분에 본질적으로 "꺼짐"위치로 전환됩니다.

이러한 돌연변이는 사지의 발달을 담당하는 특정 유전자 인 소닉 고슴도치 유전자 (SHH)에 영향을 미쳤습니다. 그리고 당신이 묻기 전에, 사실 그것은 뾰족한 모양으로 인해 소위 유전자의 공식 이름 입니다. 소닉 고슴도치 유전자는 팔다리에 필수적 일뿐만 아니라 성장하는 동물 내 장기 및 위치에 대한 지침을 제공합니다 . 도마뱀에서 SHH는 활동적이며 다리와 발이됩니다. 뱀에서는 비활성화됩니다.

2016 년 Nature Communications 에 발표 된 연구 에 따르면 파충류 게놈의 변화가 궁극적으로 생물의 표현형 또는 특정 유전자의 발현에서 비롯된 물리적 특성의 명백한 변형을 초래하는 방법을 보여주었습니다. 요컨대, 유전 적 돌연변이로 인해 일부 도마뱀은 그들의 부속물을 없애고 뱀이되는 동시에 DNA에 그 다리가 많은 유전자의 메아리를 유지합니다.

유전 적 서열의 변화를 정확히 파악하기 위해 연구진은 뱀의 게놈을 완전한 사지를 가진 다른 파충류 및 척추 동물의 게놈과 비교했습니다. 그들은 특히 테구 도마뱀 의 게놈에 의존했으며, 과학에는 완전히 서열화 된 게놈이 있습니다.

도마뱀 은 생물의 발달 과정에서 특정 유전자 를 켜고 끌 수 있는 DNA 조절 시퀀서 ( 인핸서 라고 함 )를 가지고 있었습니다. SHH는 사지가 완전히 발달하기 위해 이러한 인핸서가 필요합니다. 이것이 도마뱀이 네 개의 다리로 감기는 방식입니다. 그러나 뱀에서이 인핸서는 진화 과정에서 DNA 염기 서열에서 제거되었으며 이제는 원시 뱀에서도 거의 완전히 제거되지는 않았습니다.

일부 뱀에서는 발 발달을 안내하는 HOXD라는 다른 유전자와 함께 인핸서의 흔적이 여전히 존재합니다. 일부 비단뱀 배아 는 부분적인 다리 뼈와 발판도 발달 하지만, 이러한 특징은 수태하는 생물이 태어나 기 오래 전에 분해됩니다.

그럼에도 불구하고 모든 뱀이 작은 나이키 신발을 신고 달리는 아이디어로 할 준비가되어 있지 않다는 신호가 남아 있습니다. 이 뱀의 밑면을 자세히 들여다 보면 배에 작은 마디 , 흔적이 남을 수있는 다리의 잔해를 볼 수 있습니다.

그게 다 무슨 뜻이야? 소수의 유전 적 돌연변이만으로 일부 원시 뱀 이 팔다리 를 발달시킬 수 있습니다 . 그들은 본질적으로 DNA에 이미 숨겨져있는 기능을 활성화하고 올바른 변수가 개발을 촉발 할 때까지 기다릴 것입니다.

지금 그것은 흥미 롭다

뱀은 당신을 잡기 위해 발이 필요하지 않습니다. 블랙 맘바는 중 하나입니다 세계에서 가장 치명적인 뱀 빠르게 대부분의 사람들이 실행할 수보다 12mph (19 킬로미터)에 대해 미끄러 져 수 있습니다. 그 속도와 엄청나게 독성이 강한 독은 세계에서 가장 두려운 동물 중 하나입니다.