面部设计魔法!【#80亿人脸不重样仅靠一套通用设计蓝图实现#】地球上有 80 亿人,几乎找不到两张完全相同的脸。更神奇的是,从尖喙的鸡到圆吻的小鼠,从阔脸的猩猩到窄脸的人类,这些形态天差地别的物种,居然共享着几乎一模一样的核心面部发育机制。大自然究竟用了什么巧妙办法造出了跨越数亿年演化鸿沟的物种差异,又在同一个物种内部变出了近乎无限的个体样貌?
德国马克斯·普朗克进化生物学研究所与美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究团队,通过对胚胎进行单细胞转录组图谱分析,揭开了面部演化的秘密。在胚胎发育的早期阶段,有一组被称为“发育调控中心”的信号枢纽,精准指挥着周围每一个细胞的生长方向和分化路径。在面部形成的关键阶段,最外层的胚胎细胞(外胚层)会向外释放形态发生素。这类负责调控组织生长的信号分子在几乎所有脊椎动物体内都高度相似,甚至没有物种间的明显差异。
既然核心的“指挥信号”大同小异,为什么最终长出来的脸却千差万别?答案藏在那些不起眼的非编码 DNA 序列里。这些序列就像一个个精准的“调控开关”,决定着核心发育基因在什么时候、在身体的哪个位置启动表达。这项发表在《科学进展》上的最新研究指出,直接修改核心基因本身是风险极高的操作:很多发育基因会在不同组织、不同发育阶段反复发挥作用,一旦改动基因本体,很可能同时打乱全身多处的发育进程,给生物体带来致命的损伤。
但这还不是全部的答案。研究团队进一步发现,面部多样性的形成是一场双向配合的结果:除了发出的信号可以被微调之外,接收信号也在演化中形成了差异。那些可以分化为骨骼、软骨、脂肪和肌肉的多能间充质细胞,在不同物种体内,会以完全不同的方式解读和接收来自调控中心的信号,最终呈现出截然不同的细节,进一步放大了不同物种间的面部形态差异。
