古老的演化痕跡:科學家發現,人類胚胎有蜥蜴般的手部肌肉

by:徽徽
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本文經授權轉載自友站科技新報文/ Nana Ho  

任何物種的進化歷程都像迷宮一樣,充滿彎曲的道路和死胡同。最近美國霍華大學科學家利用先進的 3D 成像技術,首次捕捉了胚胎在發育期間一些祖先的特徵,這些在演化中遺失或變成無用的基因,也讓我們能稍微窺見祖先過往可能的生活模式。

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透過先進的3D成像技術,研究人員成功獲得人類胚胎四肢早期生長的清晰影像,並從中發現一些過去未曾見過的特異之處。

Photo: RitaE

盲腸、智齒都被認為是一種痕跡器官(vestigial organ),是演化過程中因為不需要而退化、失去功能的「古蹟」,但除了這些殘留下來的部分,更多的祖先特徵在胚胎發育初期便會消失,像是人類尾骨上的尾巴。

但在一些案例之中,應該消失的祖先特徵仍可能重新出現,這種返祖現象(atavism)也很好地說明了演化的運作方式;儘管人類已經不再需要尾巴,但是它的藍圖仍然保存在我們的基因組中。

過去人們並無法深入追蹤胚胎中這些暫時性身體部位的形成,但現在透過先進的 3D 成像技術,研究人員成功獲得人類胚胎四肢早期生長的清晰影像,並從中發現一些過去未曾見過的特異之處。

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上圖就是研究人員利用 3D成像技術得到的胚胎掃描畫面。其中,他們在 7周大的胎兒手腳上發現了在蜥蜴身上可以看到的「dorsometacarpales」肌肉。

Photo: Rui Diogo, Natalia Siomava and

在刊載於《發展》(Development)期刊的研究中,霍華大學演化生物學家 Rui Diogo 利用 3D 成像對 15 個發育中的胚胎進行了掃描,結果在 7 周大的胎兒的手腳上發現了近 30 條單獨的肌肉,其中近 3 分之 1 在 13 週前便消失或融合在一起。

其中一對肌肉已知為「dorsometacarpales」,這種肌肉在蜥蜴、火蠑螈等爬行動物身上都可以看到,但在哺乳動物身上最後一次出現推估是在 2.5 億年前,在爬行動物與哺乳動物的過渡期間。

「這些肌肉早在 2.5 億年前就消失了,沒有成年哺乳動物、沒有老鼠、沒有狗有這些肌肉。這相當令人印象深刻,因為這確實是很久以前的事了。」

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在人類的演化史中,還有許多值得一探究竟的不解之謎,隨著研究和技術的進步,或許有一天我們都能為這些問題找到解答。

Photo: Alexas_Fotos

目前還不清楚這些肌肉對人體的用途,又為何會在發育過程中消失,但好消息是,即使有人真的因為基因突變而在發育中保留下這些肌肉,也不會對人體造成太大傷害,但壞消息是,作者在進一步研究中發現,這種變異和異常現象可能是子宮內胎兒發育遲緩或停滯引起的。

無論如何,這些發現都提供了有利的演化證據,也為遠古人類的生活提出更多有趣的問題,究竟這些肌肉是為了什麼用途而來的?又為什麼退化?我們遠古的祖先,究竟在過著什麼樣的生活?Diogo 認為,隨著研究持續,或許有一天我們將能獲得這些問題的答案。

「過去比起我們自己的物種,人對魚類、青蛙、雞和老鼠的早期發展有更多的了解,在新技術協助下,未來我們將能更詳細地了解人類的演化。」


延伸閱讀:《生物學家:演化讓男性的臉能挨揍
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參考資料:
01 Human Fetuses Develop Lizard-Like Body Parts That Disappear Before Birth
02 Babies in the womb have lizard-like hand muscles