科学家终于弄清楚了毛毛虫从哪里得到额外的腿 。事实证明 ,这些胖乎乎的小四肢源自4亿年前的甲壳类动物祖先。
昆虫有六只腿,除非没有昆虫。毛毛虫—蝴蝶和飞蛾的幼虫—还有其他四肢称为prolegs 。幼虫,甚至是其他少数昆虫的成年人也是如此。这些普莱格人构成了一个进化的谜团 ,科学家长期以来一直在努力解决他们如何以及为什么获得它们。
10月12日发表的一项新研究 科学进步 这表明这些普雷格人起源于昆虫在奥陶纪时期(4.854亿至4.438亿年前)的原始甲壳类动物 。
Prolegs是没有结合的,并且具有像尖刺吸杯一样的钩状钩子。有些物种具有多达九对。与大多数昆虫拥有的六只腿不同,从胸部或中部延伸 ,普莱格斯从腹部出现。它们的运动主要由液压压力—液体进入每个肢体 。
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“毛毛虫只是在吃管。它们正在最大程度地发挥饮食和生长的潜力。因此,他们发展了一个基于肠道的身体计划,并用几条腿支撑肠道,”合着者 Antonia Monteiro新加坡国立大学(NUS)的进化生物学家告诉《现场科学》 。
她说:“普莱格斯(Prolegs)帮助他们要么抓住基材,而其他腿可以帮助他们喂食或沿基材移动。”毛毛虫变形后 ,普莱格斯消失了。“当你成为成年昆虫时,您不需要它们 。您有一个漂亮的身体计划,有巨大的翅膀 ,而您只是不需要那些小的肠道支撑。您的生活方式不同。 ”
科学家以前提出过 prolegs与胸腿有关 —说它们是额外的腿,在昆虫进化的跨度中消失,并在再次有用时重新激活 。其他人则认为它们是完全新颖的改编。
第三个假设是 修改的endites —内部面向祖先甲壳类动物显而易见的腿部结构。
在新研究中 ,科学家通过改变斜视灌木丛棕蝴蝶的胚胎发育来测试基因指导这些附属物的生长的方式(自行车Anynana) 。通过这样做,他们希望确定这些假设中的哪个;如果有的话有效。
通过破坏一个在幼虫仍处于胚胎阶段时规定四肢和其他结构的基因,研究人员能够阐明普莱格斯的发展途径。当基因部分残疾时 ,典型的腿部以及在毛毛虫的腹部片段上开发的普莱格斯的前体。当它完全残疾时,只有典型腿的前体 。
由于两种类型的肢体在部分残疾时都存在,因此研究人员表明,普莱格斯不会从与胸腿相同类型的细胞中发展。
相反 ,它们似乎是经过修改的。随着甲壳类动物的演变成昆虫,endites在很大程度上消失了 。但是在蝴蝶和飞蛾中,它们的基因被重新激活 ,为毛毛虫提供了果酱。
昆虫中唯一的其他地方似乎一直存在于昆虫中。下颌骨,上颌和唇,实际上是修饰的腿本身 。例如 ,下颌骨的尖端似乎是一个高度修改的端矿。
蒙泰罗说:“普莱格斯在其表达的基因鸡尾酒方面对头部附属有很多亲和力。”
因此,追溯到昆虫的甲壳动物祖先的结构已在进化上多次进行了改进,并且用于多个功能—帮助非常饥饿的毛毛虫移动他们的繁琐的身体 ,并刺激其强大的食欲 。