作者:一點(diǎn)五度
近些日子,微信圈流行一些圖片,關(guān)于動物不為人知的事情,比如螳螂的耳朵在腿上,比如驢子能吃到自己的耳朵……動物的世界是如此的奇妙,而不禁讓我深思的是下面的這幅圖片。
上圖清晰的看到了蛙的寶寶大大的超過了蛙媽媽的大小,而在我們的意識中,我們身邊所熟知生長發(fā)育的例子中,從胚胎發(fā)育到個體的長大成熟都應(yīng)該是變大變重的過程,為什么兩棲動物卻看起來與此相反呢?
要解釋這樣的問題,我們需要重新審視一下從蛙寶寶(蝌蚪)發(fā)育到蛙幼體的過程。事實(shí)上,兩棲動物的胚后發(fā)育就是我們常常所說的變態(tài)發(fā)育。正是這樣一個過程開啟了它們從水到陸的大門。變態(tài)發(fā)育使得生物改變已有的生活模式,探索新的生態(tài)位并得以生存。對于兩棲動物,為了得到更廣闊的生存空間,它們必須放棄適應(yīng)水生生活的舊系統(tǒng),而尋求新的道路在新的環(huán)境(陸地)中生機(jī)盎然。然而探索的道路是崎嶇的,必須付出沉重的代價(jià)才能換得涅槃重生。
關(guān)于變態(tài)發(fā)育,宏觀上來說,蛙寶寶的組織結(jié)構(gòu)都在發(fā)生翻天覆地的變化,比如幼體特性的肌肉、尾巴和鰓等都會程序化死亡,當(dāng)然這些死亡的發(fā)生必須在新的四肢、肺等器官完善以后。更加確切地說,我們應(yīng)該在細(xì)胞層面來看待這個問題,蛙寶寶的細(xì)胞在變態(tài)發(fā)育過程中會發(fā)生多個細(xì)胞生物學(xué)過程,包括細(xì)胞分化、細(xì)胞遷移、細(xì)胞程序化死亡等等來完成系列重組。而關(guān)于細(xì)胞上這些過程是怎么產(chǎn)生的呢,這就不得不考慮到分子調(diào)控的問題。我們知道單獨(dú)存在的細(xì)胞是沒有功能的,只有與其它細(xì)胞或基質(zhì)相連才能起到作用,同樣在變態(tài)發(fā)育的過程中也是一樣,細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)就如同一座城市,而分子調(diào)控的信號通路(signal pathways)就像是公路一樣,在不同的城市不同的道路上走出了不同的細(xì)胞命運(yùn),有的死亡,有的分化,有的遷移。
似乎談到這里,并沒有揭開小寶寶的體型大于媽媽之謎,但是我們終究知道在新舊交替的過程中,舊的還不適應(yīng),新的還未完成,這是一個長期艱苦的過程。在變態(tài)過程中蛙寶寶消化系統(tǒng)還未完善,食性正在轉(zhuǎn)化的過程中,它們是不進(jìn)食的!但是為了提供足夠的能量去發(fā)育成長,它們通過吸收自己身體的能量,來維持發(fā)育和生理機(jī)能的正常進(jìn)行,于是,長大之后,蛙的身體大小會明顯小于蝌蚪時(shí)期。
當(dāng)然了,這些只是泛泛而談。整個兩棲動物的變態(tài)發(fā)育過程,還有更多的奧秘等著我們來探索。
中國科普博覽-從水到陸專欄
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