脊椎动物中枢神经系统比想象的还要古老

　　

生物通报道：研究人员发现脊椎动物的中枢神经系统可能比想象的还要古老。几个世纪以来，研究人员对于中枢神经系统（central nervous system ，CNS）的进化机制一直迷惑不解。脊椎动物、昆虫和蠕虫来自于相同的祖先，但它们的CNS各不相同，是在它们“另立门户”以后进化出来的。EMBL（欧洲分子生物学实验室）研究人员最近发现，脊椎动物的神经系统比推测时间还要早，提示脊椎动物、昆虫和蠕虫的距离现代最近的共同祖先已经拥有一个与现代脊椎动物的CNS类似的神经系统。详细研究内容刊登于4月20日《Cell》杂志。

许多动物进化出复杂的神经系统，但这些系统的结构却因物种而异。脊椎动物的CNS以背部脊髓形式出现，昆虫和环节动物（如蚯蚓）的神经系统是腹侧链锁状结构，其它无脊椎动物的神经细胞在体内广泛分布。所有物种来自于一种名为Urbilateria的共同祖先，如果Urbilateria已经具有神经系统，那么该神经系统是什么样子呢？又是怎样发展出现代多样的神经系统呢?EMBL研究人员Detlev Arendt等海洋环节动物Platynereis dumerilii的神经系统进行了探秘

“Platynereis 可以被称为活化石，” Arendt说，“它们仍然生活在共同祖先曾经居住的地方，保留了许多祖先特征，包括无脊椎动物CNS原型。”Arendt等研究Platynereis胚胎中发育过程中预CNS分区以及形成各种CNS结构的机制。区域受调节基因表达的独特化合物调节，这种化合物为各种神经元标上特异的分子印记。研究人员将沙蚕属动物神经细胞的和脊椎动物神经细胞的分子印记进行对比，揭示了惊人的相似性。

“我们的发现不可辩驳，” Arendt实验室工作人员Alexandru Denes说，“正在形成的CNS的分子解剖学结果证实了脊椎动物和Platynereis的相似性。相应的区域形成有相似分子印记的神经元，并且这些神经元进一步在环节动物和脊椎动物中发育为相似的神经结构。”

研究人员说，这种复杂的排列不可能在进化过程中出现两次，一定是同一个系统。似乎Platynereis和脊椎动物从它们的远古共同祖先那里继承了CNS结构。

这项发现强有力证实了动物学家Anton Dohrn 于1875年提出的理论：脊椎动物和环节动物的CNS有共同祖先，脊椎动物在进化过程中进一步发展。Arendt说，这些揭示了脊椎动物后背和Platynereis腹侧的CNS非常相似的原因。至于退化导致是怎样发生的，以及其它无脊椎动物在进化过程中对祖先CNS进行改的，是进化生物学家下一个研究目标。（生物通记者 小粥）