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蝾螈依靠皮肤呼吸的秘密

2016-01-19 浏览: 2,970 评论:0

摘要: 绝大部分陆生动物都需要用肺进行呼吸,而世界上最大的蝾螈种群则是一个例外。 如今,研究者们找到了这些两栖动物依靠皮肤呼吸的秘密。他们发现,该物种中有一对肺部的关键基因,而这一对基因并不在肺部活跃表达,而是转移到了皮肤组织。这使得其皮肤可以进行有效的气体交换。该...

蝾螈依靠皮肤呼吸的秘密

绝大部分陆生动物都需要用肺进行呼吸,而世界上最大的蝾螈种群则是一个例外。

如今,研究者们找到了这些两栖动物依靠皮肤呼吸的秘密。他们发现,该物种中有一对肺部的关键基因,而这一对基因并不在肺部活跃表达,而是转移到了皮肤组织。这使得其皮肤可以进行有效的气体交换。该研究结果发表在最近召开的整合与比较生物学年会会议上。

肺器官的消失意味着发生了重大的进化事件,这一变化使得相应物种的体型,生活习惯以及活动范围都受到了很大的限制。然而,蝾螈家族的448个物种则没有受到这方面的影响。他们的足迹遍布西半球,韩国与意大利。体型从25厘米到2.7米不等,而且居住地方也从地洞跨越到树顶。

因此,进化发育学家追踪了其中一个物种(暗棕带颚蝾螈)的胚胎发育特征。结果显示,胚胎期该物种的肺部会发生部分的分化,但不会形成完整有功能的器官。相反地,这一物种皮肤组织中会有额外的血管分化。通过比较该物种与其它脊椎动物基因表达谱,研究者们发现在该物种中有传统脊椎动物肺部关键基因的表达。然而,这一基因的活跃表达并不存在于蝾螈的肺部组织(即像其它物种一样),而是在其皮肤,嘴巴以及喉部较为活跃。

该基因能够表达一类帮助细胞膜高效进行气体交换的蛋白。该蛋白在皮肤中的表达也许能够解释为何一些蝾螈不需要肺就能够适应陆地生活。这一被称为“表面活性蛋白”的蛋白质也许对解决人们的呼吸问题有重要的意义。