記者2月17日從西北工業大學獲悉，該校翱翔戰略團隊生態環境學院教授王堃、邱強和王文團隊研究發現，脊椎動物肺臟的形成遵循一套遺傳控制系統。相關論文發表于《自然·生態與進化》。
研究團隊此前的研究顯示，肺與魚鰾同源，至少在硬骨魚祖先中便已初現雛形，其形成早于泥盆紀早期脊椎動物登陸事件。而一些化石記錄、發育模式和分子數據則暗示，肺可能起源于軟骨魚與硬骨魚的共同祖先，但其具體起源節點仍未明確。
團隊在對多種動物肺組織進行研究的基礎上發現，肺臟主要通過遺傳控制系統重組基因調控網絡而實現演化。王堃介紹，遺傳控制系統就好比一本詳細的“操作手冊”，指導細胞如何排列成復雜的血管分支，同時讓肺部上皮細胞（構成肺壁的細胞）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，雖然鯊魚和鰩魚等軟骨魚體內也具備構建肺臟所需的基礎基因，但它們并沒有真正發展出肺臟。原因在于，這些基因在軟骨魚體內已被用于其他任務。王堃說：“在肺中用于降低表面張力、幫助呼吸的表面活性蛋白基因，在軟骨魚中卻主要負責免疫系統調控。”
團隊的進一步研究顯示，促使肺臟形成的關鍵在于硬骨魚祖先獨特的基因調控網絡。王堃解釋，相關證據來自對肺部特異性調控元件的詳細分析：在硬骨魚祖先基因中，有1040個專門調控肺臟發育的DNA序列，而在后來失去了肺臟功能的生物中，這些序列大多消失了。
這一發現與國外最新的化石研究結果互為佐證，為關于脊椎動物呼吸系統起源于硬骨魚祖先的假說提供了新證據。
王堃介紹，在后續演化過程中，哺乳動物通過獲得新基因，發展出了更精密的肺泡結構，提高了氣體交換效率。這些發現為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視角，也為未來生物醫學與進化生物學研究奠定了理論基礎。
記者2月17日從西北工業大學獲悉，該校翱翔戰略團隊生態環境學院教授王堃、邱強和王文團隊研究發現，脊椎動物肺臟的形成遵循一套遺傳控制系統。相關論文發表于《自然·生態與進化》。
研究團隊此前的研究顯示，肺與魚鰾同源，至少在硬骨魚祖先中便已初現雛形，其形成早于泥盆紀早期脊椎動物登陸事件。而一些化石記錄、發育模式和分子數據則暗示，肺可能起源于軟骨魚與硬骨魚的共同祖先，但其具體起源節點仍未明確。
團隊在對多種動物肺組織進行研究的基礎上發現，肺臟主要通過遺傳控制系統重組基因調控網絡而實現演化。王堃介紹，遺傳控制系統就好比一本詳細的“操作手冊”，指導細胞如何排列成復雜的血管分支，同時讓肺部上皮細胞（構成肺壁的細胞）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，雖然鯊魚和鰩魚等軟骨魚體內也具備構建肺臟所需的基礎基因，但它們并沒有真正發展出肺臟。原因在于，這些基因在軟骨魚體內已被用于其他任務。王堃說：“在肺中用于降低表面張力、幫助呼吸的表面活性蛋白基因，在軟骨魚中卻主要負責免疫系統調控。”
團隊的進一步研究顯示，促使肺臟形成的關鍵在于硬骨魚祖先獨特的基因調控網絡。王堃解釋，相關證據來自對肺部特異性調控元件的詳細分析：在硬骨魚祖先基因中，有1040個專門調控肺臟發育的DNA序列，而在后來失去了肺臟功能的生物中，這些序列大多消失了。
這一發現與國外最新的化石研究結果互為佐證，為關于脊椎動物呼吸系統起源于硬骨魚祖先的假說提供了新證據。
王堃介紹，在后續演化過程中，哺乳動物通過獲得新基因，發展出了更精密的肺泡結構，提高了氣體交換效率。這些發現為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視角，也為未來生物醫學與進化生物學研究奠定了理論基礎。
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