拥有对称身体结构的物种已经在地球上漫游了约 4 亿年。人类长期以来对我们自身物种的这一特性表现出浓厚的兴趣——例如,对称性在美感认知中的重要性,或莱昂纳多·达·芬奇的《维特鲁威人》中伸展的人体的著名描绘。
现在科学家们又向前迈进了一步。阿尔贝托·罗塞洛-迪兹是一位发育生物学家,目前在莫纳什大学澳大利亚再生医学研究所工作,他领导了一项关于小鼠胎儿如何在发育过程中保持对称性的研究。通过使胎儿的一个肢体比另一个肢体生长得更慢,研究小组观察了细胞如何沟通以最终纠正不对称性。在此之前,没有研究成功地检验过这种现象。
经过一年的失败尝试,罗塞洛-迪兹和他的团队在小鼠身上建立了一个模型。研究人员借用了一种先前开发的用于改造实验室培养皿中细胞的技术,将一种限制腿部生长的细胞类型注射到小鼠胎儿的左后腿中。他们发现,抑制组织周围的细胞与胎盘进行沟通,胎盘随后向生物体的其他组织(包括另一条后腿)发出信号,减缓它们的生长,直到受阻肢体赶上。然后,恢复均匀生长。该研究结果于 6 月发表在《PLOS Biology》杂志上。
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加州大学圣地亚哥分校的细胞和发育生物学家金·库珀(未参与这项研究)将这一过程比作“三人四足赛”。库珀说:“如果一个人跑得更快,就更难保持同步。这种胎盘机制使跑得慢的人有可能赶上。”
这项研究为了解肢体发育和所谓的追赶式生长提供了见解。但这项研究也提出了新的问题:例如,一旦肢体达到了相同的生长水平,另一个肢体如何知道重新开始生长?弗吉尼亚大学的细胞生物学家阿德里安·哈尔姆(也未参与这项研究)说:“我们有点期望我们的肢体是对称的。但它们如何实现这种对称性真的令人震惊。”