蜥形纲和合弓纲的羊膜卵是独立演化出来的吗?

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~ 蜥形纲和合弓纲的羊膜卵是否独立演化,其实这个问题并不需要深入古生物学的化石探索。只需观察现生合弓类(哺乳动物)与蜥形类(如喙头类、有鳞类、龟、鳄和鸟类)的羊膜卵结构、形成过程以及蛋白质表达和遗传调控的基础,答案就跃然而出。

首先,我们从结构层面分析。鸭嘴兽的卵与蜥形类的卵结构惊人地相似,这表明它们的羊膜卵起源并非独立发展。让我们通过对比鸭嘴兽和鸟类的蛋壳结构来进一步了解。鸭嘴兽的蛋壳结构如图所示:1.蛋壳,2.卵黄,3.卵黄囊,4.尿囊,5.胚胎,6.羊水,7.羊膜,8.绒毛膜。[1]而鸟类的蛋壳结构同样具备这些基本组成部分。即使在胎生哺乳动物和下蛋的羊膜动物之间,胚胎外膜的结构一致性也揭示了共同的祖先背景。

深入探讨遗传证据,蛋壳作为羊膜动物的共同祖先特征,其产生涉及的基因在现生动物中具有同源性。在鸭嘴兽和爬行动物中,关键的BPIFB4-like基因在序列和染色体位置上与鸟类的OCX36基因高度同源,表明这些基因起源于同一祖先,而非独立演化。例如,鸭嘴兽的BPIFB4-like基因与鸡的OCX-36基因的同源性甚至高于后者与其他基因的通源关系,这暗示了它们在蛋壳形成中的共同作用。[2]

此外,尽管尚未在所有羊膜动物的蛋壳中找到与鸡OCX-36蛋白相同的蛋白,但根据基因的同源性和序列一致性,我们可以推测这些基因在蛋壳形成中有着相似的功能。在所有产羊膜卵的动物中,OCX36基因的存在揭示了它们在蛋壳生成上的共同遗传基础。

再者,羊膜动物的其他共同特征,如羊膜、尿囊和绒毛膜/浆膜,也提供了发育上的证据。例如,Hoxa10、Hoxa11和Hoxa13基因在人和鸡的尿囊发育中都有特定表达,这表明这些基因在所有羊膜动物的尿囊形成中具有关键作用。而在绒毛尿囊膜的融合形成过程中,所有羊膜动物遵循着相似的步骤,这种一致性进一步否定了独立演化论点。

综上所述,蜥形纲和合弓纲的羊膜卵结构、基因表达和发育特征的共享特性,都强烈支持它们并非独立演化而来。这些证据共同指向了一个共同的祖先,使得我们有理由相信,羊膜卵的起源是多源性而非独立发展。


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