中国科研团队揭示脊椎动物肺脏演化之谜

中新社西安2月15日电 (杨英琦 阿琳娜)记者15日从西北工业大学获悉，该校生态环境学院研究团队在《自然·生态与进化》(《Nature Ecology& Evolution》)期刊发表关于脊椎动物肺脏起源演化的研究成果，从基因和分子水平揭示复杂器官是如何在演化过程中逐步形成的。

该团队此前研究显示，肺与鱼鳔同源，且肺可能起源于软骨鱼与硬骨鱼的共同祖先，但其具体起源节点仍未明确。为解开肺脏进化之谜，该研究团队对多种动物的肺组织进行了广泛而细致的研究。

研究发现，肺脏的形成其实遵循了一套“遗传控制系统”，指导细胞协同工作。这套系统指挥着细胞如何排列成复杂的血管分支，同时让肺部上皮细胞发挥专门功能，从而打造出一个高效的气血交换平台。有趣的是，虽然如鲨鱼、鳐鱼等软骨鱼体内也具备构建肺脏所需的基础基因，但它们并没有真正发展出肺脏，这些基因在软骨鱼体内已经被用到其他任务上。

进一步研究显示，真正促成肺脏形成的关键在于硬骨鱼祖先独特的基因调控网络。这一发现不仅解释了为什么拥有相关基因的软骨鱼却没有演化出真正的肺脏，也与最新的化石研究结果互为佐证，提供了关于脊椎动物呼吸系统起源于硬骨鱼祖先的一份新的、充满说服力的证据。

在后续的演化过程中，哺乳动物通过获得新的基因，发展出了更精密的肺泡结构，提高了气体交换效率。这表明，器官的演化既需要重组现有的基因网络，也需要获得新的基因，两种方式共同推动了器官功能的完善。

以上研究成果展示了器官进化中的基因调控和新基因创新如何推动结构和功能的不断优化，为人们理解脊椎动物在漫长进化历程中如何适应环境提供了新的视角。(完)