在最不可能的动物中发现的毛发的进化起源

对于一种无毛生物来说，这似乎很奇怪，但青蛙为我们提供了一些关于我们甜美头发起源的关键线索——这是一种决定性的哺乳动物特征，其绝缘能力帮助我们遍布地球。

虽然两栖动物本身没有一根毛发，但一个物种确实有另一种解剖结构，共享头发的角质成分：指甲。

因此，根特大学的分子生物学家Marjolein Carron及其同事仔细研究了热带爪蛙（非洲爪蟾（Xenopus tropicalis）），看看我们最遥远的指甲持有者是否能揭示哺乳动物绒毛的神秘起源。

尽管以前的研究这项新研究表明，青蛙和哺乳动物的爪子是独立进化的，他们发现青蛙共享一些参与产生类似角蛋白样分子的基因。

“众所周知，Hoxc13基因突变的患者在头发和指甲的生长方面存在缺陷，”解释维也纳医科大学皮肤科医生利奥波德·埃克哈特（Leopold Eckhart）。“在我们的研究中，我们能够通过关闭这个基因来阻止爪蛙爪子的形成。

这表明头发的“种子”是在青蛙和哺乳动物的共同祖先时代播种的。这就是所谓的茎四足动物，大约3.75亿年前在陆地上匆匆忙忙的四肢动物之一。

毛发的调节基因Hoxc13存在于所有有颌脊椎动物的最后一个共同祖先中，并且今天在许多脊椎动物中仍然存在。该基因如此保守，表明了它的关键功能。以前的研究在现代叶鳍鱼（代表我们陆地前祖先的“活化石”）中鉴定出这种基因，发现它被用来告诉它们的身体在哪里形成成对的鳍。在进化时间线的后期，这些鳍变成了四足动物的腿。

研究人员怀疑，硬化的皮肤是为了阻止辛勤工作的陆地腿的尖端磨损。这种保护配件随后成为挖掘、狩猎、移动和自卫的重要工具。

“原始'毛发角蛋白'作为'脚趾角蛋白'的原始功能在树蛙的脚趾垫、蝾螈的脚趾尖和爪蛙的爪子中得以保存，”该团队写在他们的论文中。

后来，这些角蛋白样分子的表达扩散到身体的其他部位。

“在哺乳动物的进化过程中，爪子形成的程序被修改为毛发的发育，”说埃克哈特。

我们还不知道这种从脚趾到毛囊的转变是如何发生的，或者Hoxc13是否也参与了羽毛角蛋白的控制。

“皮肤附属物，如爪子、指甲和头发，在一生中都会再生，以补偿因直接接触环境而造成的磨损和损伤。因此，发育调节因子的共同选择有助于成人生物体中组织再生的进化，“该团队总结.

这项研究发表在自然通讯.

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