科學家們展示了胚胎中幾十個基因的激活時間與動物的生命週期如何演變之間的聯繫。一個多世紀以來，生物學家一直對不同動物物種所表現出的不同生命週期感到困惑。一些物種，包括人類和大多數脊椎動物，直接發育成一個完全成形但較小的成人版本，而其他物種則遵循一個迷人的變形過程，包括出現被稱為幼蟲的中間形式，最終轉變為它們的成年對應物。

倫敦大學瑪麗皇后學院研究人員用於進行基因組測序的蠕蟲

然而，研究人員對幼體存在的原因以及它們如何起源的理解仍然是有限的。更重要的是，解決這一問題的大規模比較研究以前沒有使用基於動物遺傳信息–基因組–測序的現代技術，也沒有發現生物體在生長過程中如何使用這些信息。直到現在。

在由倫敦大學瑪麗皇后學院（QMUL）的一個團隊領導的一項研究中，研究人員首次發現了可能解釋胚胎如何形成幼體或成年的縮影的機制，該研究發表在著名雜誌《自然》上。

在他們的論文中，他們證明了參與胚胎髮育的基本基因的激活時間–受精卵轉變為生物體與幼體階段的存在或不存在有關，也與幼體是以周圍環境為食還是依靠母親沉積在卵中的養料有關。

弗朗西斯科-M-馬丁-薩莫拉，瑪麗女王學院的博士生和該研究的第一作者之一，說。”觀察到進化如何塑造了動物胚胎的”報時”方式，在發育的早期或後期激活重要的基因組令人印象深刻。假設一個幼體階段對你的生存不再重要。在這種情況下，可能在進化上是有利的，例如，更早地激活形成軀幹的基因，而直接發育成一個成年人”。

這項新研究使用了最先進的方法來解碼三種被稱為環形動物的海洋無脊椎蠕蟲的遺傳信息、活動和調節。他們在一項涉及60多個物種的600多個數據集的大規模研究中，將這些數據集與其他物種的公共數據集結合起來，這些物種被5億多年的進化所隔開。”倫敦大學學院該研究的主要合作者Ferdinand Marlétaz博士說：”只有通過結合實驗室產生的實驗數據集和系統的計算分析，我們才能揭開這種未被發現的生物學領域。”

來自瑪麗皇后學院的博士後研究員、該工作的共同第一作者Yan Liang博士說。”雖然這些技術已經存在了一些年，但沒有團隊將它們用於這一目的。我們產生的數據集和我們開發的方法將成為其他研究人員的巨大的強大資源。”

瑪麗皇后學院有機體生物學高級講師、這項研究的資深作者Chema Martín-Durán博士說。”發育生物學在很大程度上側重於小鼠、蒼蠅和其他我們所知道的模型生物體的成熟物種。我們的研究表明，經常被忽視的非模型物種的迷人生物學對於理解動物發育如何工作以及如何進化至關重要。”

參與形成軀幹的基因–緊隨頭部並一直到尾部的身體區域，是最重要的。一些物種會形成幾乎沒有軀幹的幼體，被稱為”頭部幼體”，而且可能早在所有有頭有尾的動物的祖先中就已經存在。直接發育和直接從胚胎髮育中形成小成體，在許多動物群體中，如我們和大多數脊椎動物，會在後來進化，因為形成軀幹的基因在胚胎髮育的早期被激活，而幼體的特徵會逐漸喪失。

德國耶拿弗里德里希-席勒大學教授、該團隊的合作者Andreas Hejnol博士說：”我們希望該領域的其他研究人員將繼續研究動物生命週期進化這一令人興奮的課題，並為我們提出的假設提供進一步的證據。”