在昆虫幼虫生长的某个阶段,一个叫做 Dll 的基因会被激活,帮助组织其细胞形成腿。如果 Dll 由于某种原因被关闭,昆虫将只会产生残肢。20 世纪 90 年代初,科学家们惊讶地发现,几乎相同的基因拷贝也存在于哺乳动物和其他脊椎动物体内——它们在腿部形成时也会被激活。这令人惊讶的原因有两个。首先,昆虫和脊椎动物的肢体截然不同:我们的肢体内部有骨骼,外部有肌肉,而昆虫则相反——它们的身体被坚硬的外骨骼保护。其次,昆虫和脊椎动物的亲缘关系很远:我们最后一位共同祖先可能生活在十亿年前,并且被认为是无肢的,就像涡虫一样。因此,研究人员曾设想,这两个谱系各自独立地进化出了肢体——以及构建它们的基因。
Dll 的发现启发了由威斯康星大学的 Grace Panganiban 和芝加哥大学的 Steven Irvine 领导的一组生物学家,他们调查了其他一些也源自那位十亿年前祖先的动物。他们观察了叫做囊地螨的奇特小生物,它们用肉垫在森林地面上行走。他们观察了海胆,海胆布满了小管,它们用这些管在海底滚动。他们观察了海鞘,海鞘用一个巨大的、脚一样的突起物附着在珊瑚礁上。令人惊讶的是,正如研究人员去年五月宣布的那样,Dll 样基因在他们观察到的每种动物的发育中的附肢中都变得活跃。
其他实验室源源不断的数据表明,所有这些动物在其他方面也相似。例如,昆虫和人类的眼睛截然不同——我们的眼睛通过瞳孔将光聚焦到视网膜上,而苍蝇的眼睛则由数百个蜂窝状的图像传感器组成。研究人员再次认为,这两类生物都是独立进化出眼睛的。但在过去的几年里,几个实验室已经证明,产生脊椎动物和昆虫眼睛的几个关键基因几乎相同——去年三月有报道称,就连鱿鱼也使用相同的遗传设备。最近的研究表明,在各种动物中,头尾体轴、背腹方向,甚至心脏的发育,都是由相同的基本基因指导的。
至少,这些结果表明我们十亿年前的祖先已经拥有了这些基因。然而,那位祖先究竟长什么样,这是一个更棘手的问题。也许它没有肢体,而是身体壁上有一些其他的突起,比如嘴边用于进食的柄。它可能没有眼睛,而是在皮肤上有一块对光敏感的细胞。它可能没有心脏,而是一条汇合的血管。只有后来,沿着不同进化分支的动物才利用这些基因产生了不同类型的肢体、心脏和眼睛。Panganiban 说:我们有一个巨大的拼图,现在桌上只有几块碎片,但昆虫和人类的最后共同祖先可能比我们之前想象的要复杂得多。我们可能很快就能画出这位共同祖先的图景,它可能不像涡虫。














