100多年来，生物学家一直想知道为什么动物表现出不同类型的生命周期。有些物种，像我们人类和大多数脊椎动物，直接发育成一个完整的体型较小的成年人。相比之下，许多其他动物会产生多种多样的中间形态，我们称之为幼虫，然后它们会蜕变为成虫。

然而，研究人员对幼虫存在的原因及其起源的了解有限。更重要的是，针对这一问题的大规模比较研究之前没有使用基于对动物基因信息（基因组）进行排序并发现生物体在生长过程中如何使用这些信息的现代技术。直到现在。

在伦敦玛丽女王大学（QMUL）的一个团队领导的一项研究中，该研究发表在著名杂志上自然，研究人员首次发现了可能解释胚胎如何形成幼虫或小型成虫的机制。

在他们的论文中，他们证明了与胚胎发生有关的重要基因的激活时间，即受精卵转化为有机体的时间，与幼虫期的存在与否以及幼虫是从周围环境中进食还是依赖于卵中母亲的营养有关。

Francisco M.Martín-Zamora，玛丽女王学院博士候选人该研究的第一作者之一，说：“令人印象深刻的是，进化如何影响动物胚胎在发育早期或晚期激活重要基因群的方式。”。假设幼虫期对你的生存不再至关重要。在这种情况下，激活基因以更早形成树干并直接发育成成人可能对进化有利。”

这项新的研究使用了最先进的方法来解码三种称为环节动物的海洋无脊椎动物蠕虫的遗传信息、活动和调节。他们将这些数据与其他物种的公共数据集结合在一起，进行了一项大规模研究，涉及60多个物种的600多个数据集，这些物种之间的进化经历了5亿多年。伦敦大学学院这项研究的主要合作者费迪南德·马利塔兹博士说：“只有将实验室生成的实验数据集与系统计算分析相结合，我们才能解开这一新的未被发现的生物学。”

阎亮博士，玛丽女王博士后研究员这项研究的第一作者之一表示：“虽然这些技术已经存在多年，但没有一个团队将其用于此目的。我们生成的数据集和我们开发的方法将为其他研究人员提供强大的资源。”

Chema Martín-Duran博士 ,玛丽女王学院生物生物学高级讲师和这项研究的资深作者表示：“发育生物学主要关注小鼠、苍蝇和其他已知的模式生物。我们的研究表明，经常被忽视的非模式物种的迷人生物学对于理解动物发育如何工作及其如何进化至关重要。”

与形成躯干有关的基因——即跟随头部并一直延伸到尾部的身体区域——至关重要。一些物种将形成几乎没有树干的幼虫，称为“头幼虫”，可能早在所有有头和尾巴的动物的祖先中就已经存在。直接发育和直接从胚胎发育形成一个小成虫可能会在许多动物群中进化得较晚，比如我们和大多数脊椎动物，因为形成躯干的基因在胚胎发育早期被激活，并且幼虫的特征逐渐消失。

“我们希望该领域的其他研究人员将继续研究动物生命周期进化这一激动人心的主题，并为我们提出的假设提供进一步的证据。”德国耶拿弗里德里希·施切尔大学教授、该团队合作者安德烈亚斯·海诺博士说道。

尽管由QMUL研究人员领导，但目前的工作是由十几名研究人员与来自伦敦大学学院、伦敦帝国理工学院和英国威尔士国家博物馆的合作者进行的多学科合作；日本冲绳科学技术研究所；德国耶拿Friedrich-Schiller-University大学；和挪威卑尔根大学。

欧洲研究理事会（ERC）的欧盟地平线2020计划资助了这项工作，生物技术和生物科学研究理事会（BBSRC）、皇家学会和日本科学促进会也为这项工作提供了资金。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。