海七鳃鳗，这种入侵性、吸血的鱼类，对美国中西部的渔业造成了重大损害，但同时，它们也在帮助科学家们理解脊椎动物的起源。西北大学的生物学家们已经确定了调节这些干细胞的基因网络可能何时进化，并洞察了海七鳃鳗缺失下颌的原因。

海七鳃鳗是仅有的两种无颚脊椎动物之一，它们在进化上的位置对于理解所有脊椎动物的共同祖先至关重要。在一项新的研究中，研究人员比较了海七鳃鳗和有颚的水生动物非洲爪蟾的基因，发现尽管两者在形态上差异显著，但在多能性基因网络方面却有着惊人的相似性。

研究表明，尽管海七鳃鳗和非洲爪蟾的囊胚细胞都表达了关键的干细胞调控基因pou5，但在海七鳃鳗的神经嵴干细胞中却没有表达这一基因。这种基因表达的差异可能限制了神经嵴干细胞形成有颚脊椎动物头部和下颌骨骼的能力。

这项研究最近发表在《自然生态与进化》杂志上。通过比较无颚和有颚脊椎动物的生物学，研究人员可以更深入地了解定义脊椎动物的特征的进化起源，基因表达差异如何导致身体结构的关键差异，以及所有脊椎动物的共同祖先可能是什么样子。

“海七鳃鳗可能掌握着理解我们来自何处的关键，”领导这项研究的西北大学的Carole LaBonne说。“在进化生物学中，如果你想了解某个特征的起源，你不能只看那些在过去5亿年中独立进化的更复杂的脊椎动物。你需要回溯到你研究的动物类型最原始的版本，这使我们回到了七鳃鳗和盲鳗——现存最后的无颚脊椎动物。”

LaBonne及其同事之前已经证明，神经嵴干细胞的发育起源与保留控制囊胚干细胞多能性的基因调控网络有关。在新的研究中，他们探索了这两种干细胞群体之间的联系的进化起源。

这项研究不仅为我们提供了关于海七鳃鳗的进化起源的新见解，也为我们理解脊椎动物的共同祖先提供了宝贵的线索。随着对这些古老生物的进一步研究，我们期待能够揭示更多关于脊椎动物进化的奥秘。如果您对这项研究感兴趣，或者想要了解更多关于进化生物学和脊椎动物起源的信息，欢迎在评论区分享您的想法和见解。

参考资料：DOI： 10.1038/s41559-024-02476-8