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新的假设:进化细胞变化的瞬间可能导致哺乳动物

由伦敦大学学院研究人员领导的一项新发表的假说表明,数百万年前单个物种在一天中的短暂飞跃可能最终导致哺乳动物的到来,从而导致人类的到来。

发表在《细胞科学杂志》上的John Martin教授(伦敦大学学院医学系)认为,大约2.2亿年前,产卵动物的单个遗传分子事件(可遗传的表观遗传变化)可能导致血小板的首次形成。

在哺乳动物和人类中,血小板负责血液凝固和伤口愈合,因此在我们的防御反应中起着重要作用。与我们的其他细胞不同,它们没有细胞核 - 因此是哺乳动物独有的,因为其他类别的动物,如爬行动物和鸟类都有带有细胞核的血液凝固细胞。

我们的血小板由在骨髓中成熟的巨核细胞形成。当这些巨核细胞被释放到血液中并到达肺部的高压血管时,它们会“破裂”,每个细胞在血液中释放数千个血小板。

研究人员认为,数百万年前,哺乳动物的祖先 - 可能是一种与鸭嘴鸭嘴兽有关的动物 - 经历了血小板的第一次形成,这要归功于其凝血细胞核的突然遗传变化,这意味着正常的细胞分裂没有发生,导致细胞大小增加。

如果是这样,这些大得多的细胞可能被迫在动物血液中遇到的第一个毛细血管内破裂,释放出它们的细胞质碎片。这些片段被证明在止血方面更有效,所以如果这种遗传变化是可遗传的,它将通过自然选择给它的后代带来重大优势。具有这种表观遗传变化的动物可以比其竞争对手更好地阻止战斗或伤口出血,因此寿命更长。

伦敦大学学院心血管医学教授马丁教授说:“由于血小板的独特性,有理由认为一个独特的事件导致了它们的起源。这是2.2亿年前的一天,在单一动物身上发生的激进的内在进化,然后被自然选择所强化。

马丁教授和他的同事Paolo D'Avino教授(剑桥大学)随后提出,这种单一细胞的快速变化最终导致了胎盘在1.2亿年以上的发育,使胎儿能够保留在母亲体内进行长期发育,从而使进化实现活产。.凝结伤口的能力是通过胎盘活产的基本要素,因为胎盘在分娩过程中从母亲的子宫中分离出来。雌性将无法在出生后存活,因此如果她无法阻止出血,就无法哺乳她的后代。

在他们的论文中,马丁教授和达维诺教授提出了支持他们假设的实验,包括体外和动物模型。

“如果没有这种关键的表观遗传变化,我们认为哺乳动物永远不会进化,因此人类就不会在今天出现,”马丁教授说。“通过这项研究,我们已经根据现有证据奠定了一个标记 - 我们建议这些实验将支持或帮助反驳我们的假设。

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