胎盘

卵壳膜进化成让胎儿在子宫内生长的器官

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一亿两千多万年前,当巨大的恐龙在森林中进行可怕的战斗时,一场更安静的戏剧在前白垩纪的灌木丛中展开:一些毛茸茸的小生物的谱系停止产卵,开始直接生育幼崽。它们是几乎所有现代哺乳动物的祖先(鸭嘴兽和针鼹是例外,至今仍然产卵)。

使哺乳动物能够进行活产的是独特的器官——胎盘,它包裹着正在发育的胚胎,并通过脐带在胚胎和母体之间传递营养和气体。

胎盘似乎是从绒毛膜进化而来的,绒毛膜是一种薄膜,覆盖在蛋壳内部,帮助爬行动物和鸟类胚胎吸收氧气。袋鼠和其他有袋动物拥有且仅需要一个基本的胎盘:短暂的妊娠期后,它们豆粒大小的幼崽在母亲的育儿袋中吸吮乳汁完成发育。然而,人类和大多数其他哺乳动物需要一个胎盘,能够在整个漫长的怀孕期间从母体血液中充分吸收营养。


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最近的研究表明,胎盘的复杂性部分源于其内部不同基因随时间推移的激活方式。在胚胎发育的早期,小鼠和人类的胎盘都依赖于同一组古老的细胞生长基因。但在妊娠后期,即使胎盘的外观没有明显变化,它也会调用更新、更具物种特异性的基因。因此,胎盘是为具有不同生殖策略的哺乳动物的需求而微调的:例如,小鼠妊娠三周,一窝产十几个或更多幼崽,而人类妊娠九个月,只产一个婴儿。

为了持续超过一两周,主要作为胎儿器官的胎盘必须阻止母体的免疫系统排斥它。为了做到这一点,胎盘可能会部署一支内源性逆转录病毒的雇佣军——嵌入哺乳动物 DNA 中的病毒基因。科学家们已经观察到这种病毒从胎盘的细胞膜中萌发出来。病毒可能在安抚母体免疫系统接受胎盘方面发挥关键作用,就像它们在帮助一些肿瘤存活方面所做的那样。

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