水手们过去认为六趾猫能给船只带来好运。人们认为,这种“连指猫”抓老鼠更厉害,因为它的脚掌很宽,在海上保持平衡的能力很强。
斯坦利德克斯特船长养了一窝这样的猫,并将其中一只送给了欧内斯特海明威,他是一位住在美国佛罗里达州基韦斯特的朋友。这只名叫白雪公主的六趾猫还住在海明威的房间里。除了吸引游客,这些猫还参与了基因组操作新概念的诞生。
有时人类有多余的手指或脚趾。大约每一千人中就有一个人出生时手上或脚上有多余的手指。一个极端的例子出现在2010年,一个印度出生的男孩有34根手指。额外的手指可能长在拇指外侧或小指外侧,或者手指可能分成两部分或分支。拇指外侧多出来的手指称为“轴前多指”,在生物学上尤为重要。
20世纪60年代00年至1010年,科学家们研究鸡蛋,以了解翅膀和腿在胚胎发育过程中是如何形成的。四肢像芽一样从胚胎里长出来,有点像管子。几天后(这个“几天”因物种而异),随着芽的生长,骨骼开始成形,末端的形状有点像扁桨,手指、手腕、脚踝都在这个扩大的部分形成。
科学家发现,如果移动或移除桨中的细胞,手指的数量可以改变。如果从尖端切除一小块组织,四肢的发育就会停止。如果在发育早期去除这种组织,胚胎形成的肢体上就会少手指或者没有手指。如果这个在后期被切除,胚胎可能只会失去一根手指。在这个实验中,发育的阶段是非常重要的:早期切除引起的效应更显著,但在晚期不太明显。
图//Pexels威斯康星大学的约翰桑德斯(John Saunders)和玛丽加斯林(Mary Gassling)从肢芽生长的桨底部切下一小块组织(这样做的原因太老,无法考证)。组织很普通,看起来一点也不稀奇。这个位置是小指以后在桨中生长的地方。两位科学家观察了这块不到一毫米长的组织,并将其移植到肢芽的另一侧,那里以后会长出拇指。之后,他们将胚胎密封回卵子中,让其充分发育。
这个胚胎的变化是出乎意料的。孵出的小鸡看起来很正常,有喙,有羽毛,有翅膀,但正常的翅膀有三根长手指,而这只小鸡却有六根。这个小细胞团包含了制造手指的指令。
其他实验室将立即加入研究。20世纪70年代,英国的一个研究小组在肢芽的组织和其他部分之间放了一小块锡纸,阻止了组织和其他细胞之间的接触。结果,翅膀上的手指数量减少了。这意味着从该组织释放的一些化合物将扩散到发育中的肢体,并刺激手指的形成。当箔片停止扩散时,形成的指状物的数量将减少。如果把花剑放在四肢的不同位置,手指的数量会增加。但是那个化合物是什么?
在20世纪90年代初,三个独立的实验室使用新方法找到了蛋白质和编码蛋白质的基因。在肢体发育过程中,这个基因产生的蛋白质会扩散到肢芽的桨部。研究人员发现,扩散过程会告诉细胞群体形成哪个手指。高浓度的蛋白质会塑造小指,低浓度塑造拇指,中浓度塑造小指和拇指之间的手指。一个团队将这种基因命名为“索尼克刺猬”,它有两个茎:在其他物种中,有一种基因叫做“刺猬”,“索尼克刺猬”是当时流行的电子游戏的主角。
3354本文摘自《我们身体里的生命演化史》,老鹰2021年1月出版。
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