蛇类为何没有脚？我国科学家最新研究结论出人意料|焦点要闻

(资料图)

北京日报客户端 | 记者 刘苏雅

蛇为何没有四肢？为何演化成细而长的体态？我国科研团队基于全基因组数据，构建了迄今为止最有力的蛇类系统发育框架，支持了蛇类起源于蜥蜴的假说并解析了蛇类多种特殊性状的遗传机制。6月19日，相关研究在线发表在《细胞》。

蛇类特有性状的演化遗传机制

全世界约有4000种蛇，在除南极洲外的所有陆地、海洋均有分布。四肢缺失、身体延长、双肺不对称，蛇类的这些形态特征是怎样形成的，中国科学院成都生物研究所研究员李家堂团队基于该所标本馆的12万余号馆藏标本，历时多年大范围选取极具代表性的不同支系物种，整合多维度遗传数据及基因编辑等交叉学科研究手段，组装出了14个蛇类高质量参考基因组，其中12个的精细度达到了染色体水平。

蛇其实是四足动物。通过基因层面的研究分析，李家堂给出的结论出人意料：“蛇类起源于约1.18亿年前的早白垩纪，它的祖先是蜥蜴，但在转入地下生活后，四肢成为了运动的阻碍。在漫长的演化过程中，蜥蜴演化出了四肢缺失的特化类群，其中的一部分成为了现在的蛇类。”为了适应黑暗的洞穴生活，蛇身体不断延长，脊柱发展到数百枚之多，视力也逐渐退化，转而用发达的嗅觉觅食，部分蛇类还演化出了可以感受热量的颊窝。

蛇类系统发育框架

“我们构建起的蛇类系统发育框架，全面揭示了蛇类起源及特有表型演化的遗传机制。”李家堂表示，如蛇类四肢缺失的遗传机制，指向了PTCH1蛋白特异性缺失的三个氨基酸残基；DNAH11和FXJ1B基因丢失，是导致蛇类肺左右不对称发育的重要原因；部分蛇类感知红外光谱的能力，则来自编码基因和非编码调控元件的趋同演化。“这些结论，都有来自基因层面的证据支持。”

“蛇类在进化历史上处于脊椎动物演化的关键节点，是脊椎动物的重要类群。”李家堂表示，该研究对理解脊椎动物复杂表型的演化具有重要意义，并能为人类相关疾病的防治提供重要科学支撑，“例如发现导致蛇类肺部不对称发育的基因，能为人类肺部疾病的研究提供新的视角。”

后续，科研团队将聚焦开发玉米蛇为模式动物，开展演化发育生物学研究，另外还将围绕蛇毒等重要遗传资源进行挖掘和应用，为抗蛇毒血清及蛇毒衍生药物的研发提供科学依据。