大约3.5亿年前，你们的进化祖先——以及所有现代脊椎动物的祖先——只是生活在海洋中的软体动物。为了生存并进化成今天的样子，这些动物需要获得一些保护并比当时以甲壳类动物为主的海洋掠食者占据优势。

皮甲的进化是一个成功的策略，就像甲鲶鱼身上发现的锋利的刺或覆盖在鲟鱼上的菱形骨质鳞片(称为盾片)。数千种鱼类利用不同模式的皮甲，由骨头和/或称为牙本质的物质组成，牙本质是现代人类牙齿的重要组成部分。像这样的保护涂层帮助脊椎动物生存并进一步进化成新的动物，最终进化成人类。

但这铠甲是从哪里来的呢?我们古老的水下祖先是如何进化出这种保护层的?

现在，一项新的研究利用鲟鱼发现，一种称为躯干神经嵴细胞的特定干细胞群负责鱼类骨盾的发育。这项工作是由JanStundl进行的，他现在是玛丽安·布朗纳(MarianneBronner)实验室的玛丽·斯克洛多夫斯卡-居里(MarieSklodowska-Curie)博士后学者，玛丽安·布朗纳(MarianneBronner)是生物学教授、加州理工学院贝克曼研究所所长。7月17日，一篇描述这项研究的论文发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。

布朗纳实验室长期以来一直对研究神经嵴细胞感兴趣。这些细胞存在于所有脊椎动物中，包括鱼、鸡和我们自己，它们根据它们是来自头部(颅骨)还是脊髓(躯干)区域而变得特化。颅骨和躯干神经嵴细胞从它们的起始点迁移到整个动物发育的身体，产生构成颌骨、心脏和其他重要结构的细胞。

剑桥大学2017年的一项研究表明，在一种名为小鳐鱼的鱼类中，躯干神经嵴细胞会产生基于牙本质的真皮装甲，Stundl和他的同事推测，相同的细胞群也可能会产生骨骼脊椎动物广泛的基于装甲。

为了研究这一点，Stundl和团队将目光转向鲟鱼，特别是小鲟鱼(Acipenserruthenus)。现代鲟鱼以生产世界上最昂贵的鱼子酱而闻名，它们仍然具有许多与数百万年前的祖先相同的特征。这使它们成为进化研究的主要候选者。

扬·斯图德尔(JanStundl)在实验室里抱着一条鲟鱼。图片来源：J.Stundl

Stundl和他的团队利用捷克共和国鱼类养殖和水生生物学研究所培育的鲟鱼胚胎，使用荧光染料来追踪鱼的躯干神经嵴细胞如何在其发育中的身体中迁移。几周后，鲟鱼开始发育骨盾，因此研究人员将正在生长的鱼放在黑暗的实验室中，以免光线干扰荧光染料。

研究小组在鲟鱼骨盾形成的确切位置发现了荧光标记的躯干神经嵴细胞。然后，他们使用了一种不同的技术来突出鱼的成骨细胞，这是一种形成骨骼的细胞。在鱼正在发育的盾片的荧光细胞中发现了与成骨细胞分化相关的遗传特征，这提供了强有力的证据，证明躯干神经嵴细胞确实会产生骨形成细胞。

结合2017年关于神经嵴细胞在形成牙本质盔甲中的作用的研究结果，这项工作表明，躯干神经嵴细胞确实负责产生骨性真皮盔甲，从而使脊椎动物的进化成功。

“使用非模型生物体是很棘手的;标准实验室生物体(如小鼠或斑马鱼)中存在的工具要么不起作用，要么需要进行重大调整，”Stundl说。“尽管存在这些挑战，来自鲟鱼等非模式生物的信息使我们能够以严格的方式回答基本的进化发育生物学问题。”

“通过研究生命树上的许多动物，我们可以推断发生了哪些进化事件，”布朗纳说。“如果我们能够从发育生物学的角度来处理进化问题，这一点就特别强大，因为导致细胞类型多样化的许多变化都是通过胚胎发育中的微小改变而发生的。”

这篇论文的标题是“古代脊椎动物的皮甲是从躯干神经嵴进化而来的”。

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