小海葵進食越多長出的觸角就越多 科學家發現其中原因

幾乎每個學生都知道，貓有四條腿，人類有兩條腿，蜘蛛則有可怕的八條腿。它們的四肢數量是不可改變的，由它們的遺傳密碼設定。但一項新的研究表明，小海葵是第一個被證明可以根據食物多少長出全新肢體的物種。

小海葵(Nematostella vectensis)是一種微小的、像花一樣的無脊椎動物，生活在北美沿海和英國部分地區的淺鹽湖中。它們開始時是可移動的幼蟲，然後鑽進細泥中，在那裏發展成成蟲，並在其短暫的生命中停留。為了進食，它們用充滿毒液的觸角捕捉小軟體動物和甲殼類動物，並把它們拉到嘴裏。但科學家們一直不知道為什麼有的海葵只有4根觸角，而有的卻有24根之多。

歐洲分子生物學實驗室的發育生物學家艾薩姆-伊克米和同事們在實驗室裏飼養了1000多隻指甲大小的生物。在從事另一個項目時，伊克米注意到，海葵吃得越多，它們的觸角出現得越快，有些海葵可以在短短幾天內長出新的觸角對。但當餵養速度放緩時，觸角的生長也會放緩。

海葵從嘴邊的四個中心芽開始，長成它們的前四個觸角。此後，新觸角的生長似乎是由食物的供應所驅動的。當科學家們給海葵餵食正常的鹽水蝦時，需要5天時間才能長出新芽，而且還需要5天時間，這些芽才能達到完全發育的觸角長度。

為了發現是什麼推動了觸角的生長，研究人員翻閲了文獻，發現海葵與其他動物、植物甚至酵母相似，有一個細胞信號通路，將營養攝入與發育過程聯繫起來。當研究人員阻斷了這一途徑，即所謂的雷帕黴素靶點時，儘管它們不斷地被餵養，海葵停止了新芽和觸角的生長。

但是，構建結構的配方並非只有一種，研究人員發現，成年階段的觸角與海葵的前四個觸角發育方式不同，他的團隊確定了肌肉細胞中負責生長這些啓動芽的基因。研究人員利用基因編輯技術CRISPR，然後創造了缺乏該基因的突變海葵。突變體的前四個觸角芽發育成熟，但沒有額外的觸角隨之而來，即使它們被喂得很好。沒有基因，海葵根本無法長出新的觸角。更重要的是，基因活躍的肌肉細胞標誌着下一波觸角的生長位置。而隨着它們的生長，鄰近的肌肉細胞也會激活它們自己的基因版本，在海葵的身體上形成新芽的漣漪效應。

一些海葵物種可以活超過65年，它們需要不斷地使自己的身體適應不斷變化的環境條件，即使是相對簡單的結構，如觸角，也會使用複雜的遺傳程序來做到這一點。海葵是動物，但反應更像植物。因為它們通常被困在一個地方 所以它們不斷地適應環境 而且，像植物一樣，海葵會長出新的身體結構，而不是儲存能量。科學家們認為，這使它們成為研究複雜的機體與環境關係的絕佳人選。