同园环境中不同海拔中华蟾蜍的心脏相对大小:海塞规则是否适合外温动物?

海塞规则(Hesse’s rule)是指物种内不同种群或近缘种间的心脏相对大小随海拔或纬度梯度增加而增加。该生物地理规则的实验证据来源于内温动物,是否适用于外温动物仍不清楚。本研究采集了不同海拔的中华蟾蜍Bufo gargarizans进行同园实验,比较心脏及其功能关联器官(肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、脂肪体)的相对干重,对海塞规则进行检验。结果显示,中华蟾蜍心脏、肝脏、肺脏、肾脏和脂肪体的相对干重均随海拔增加而减小,与海塞规则预测相反,这提示外温性脊椎动物可能通过降低能量代谢需求以适应高海拔环境。     

电镜下文昌鱼的“心脏”

文昌鱼为原始型脊索动物(头索类),由于这种动物可视为脊椎动物的基本体制而受到重视。在此意义上,对循环系统也做了详细研究,到目前为止的意见看,文昌鱼的循环系统类型,包括血流方向,基本上可看作是脊椎动物的原始型。但是,缺少像脊椎动物那样的心脏,因此,与厚心类(Pachycardia)的脊椎动物心脏相比,文昌鱼特称为薄心类(Leptocardia)。     

心脏发育的基因调控

心脏发育是一个复杂的过程.在脊椎动物和无脊椎动物果蝇中驱动早期心脏分化的基因具有惊人的相似性.以果蝇、斑马鱼、小鼠等作为模式动物,以心脏的发育过程为主线,探讨了心脏发育的基因调控的研究进展.     

关于脊椎动物的一组问题解答

问脊椎动物的含氮排泄物都是一种吗?答不是一种。脊椎动物的含氮排泄物,是因动物种类不同,新陈代谢的差异(所含的酶不同)而不同的。一般来说,多数陆生脊椎动物,如哺乳动物等,它们尿中的含氮排泄物主要是尿素(亦称脲),这些以尿素形式排出含氮终产物的动物,称为排尿素动物;大多数水生动物,如硬骨鱼类等,则以氨的形式排出体内的含氮终产物,这类动物称为排氨动物;鸟类和陆生爬行动物则将氨转变成尿酸排出体外,这样的动物就称为排尿酸动物。尿酸比尿素相对地不溶于水,常呈半凝固的白色结     

果蝇心脏发育基因调控的研究进展

果蝇心脏的发育是一个受到一系列基因共同调控的复杂过程,这些基因在脊椎动物和无脊椎动物果蝇中具有惊人的相似性,对于它们功能的研究将有助于揭示人类心脏发育的过程及分子控制机理.通过将果蝇作为一种重要的模式动物,对心脏发育基因调控的研究进展作一综述.     

诱导心脏发生的早期信号通路

心脏是胚胎发生过程中最早形成的器官 .心脏前体的特化是组织间及细胞与细胞之间相互作用的结果 ,这一过程包含了诱导信号作用的时间和空间完整程序 .以脊椎动物和无脊椎动物作为模式动物 ,总结了在早期心脏发生中发挥重要作用的诱导信号通路 :BMP Dpp ,Wnt Wingless ,FGF及Notch信号通路 ,并阐述了信号通路之间的通讯 (crosstalk)以及信号通路与心脏发生相关的关键转录调节因子之间的协同诱导作用 .     

脊椎动物的起源与演化研究进展(图版Ⅷ,Ⅸ)

脊椎动物的起源与演化历来是进化生命科学的核心命题。近年脊椎动物的起源与演化有重大突破。云南澄江寒武纪化石群中的后口类“皇冠西大动物”,半索动物“云南虫”和“海口虫”,尾索动物“始祖长江海鞘”,头索动物“海口华夏鱼”和“中间型中新鱼”,脊椎动物“凤姣昆明鱼”和“海口鱼”,论证了普通无脊椎动物向脊椎动物演化过渡的各种中间类型,勾勒出一幅较为完整的早期生命演化谱系。西北大学早期生命研究所舒德干教授基于对靠近脊椎动物“源头”时段软躯体后口动物化石系列的研究以及新的发现提出脊椎动物起源分“五步走”的新假说,即在脊椎动物的起源的“四步走”前还有更为原始的“一步”：云南澄江出土的古虫动物门化石很可能代表了原口动物和后口动物间的过渡类型。本文即综述了普通无脊椎动物向脊椎动物演化的研究进展。     

脊椎动物的起源与演化研究进展

脊椎动物的起源与演化历来是进化生命科学的核心命题。近年脊椎动物的起源与演化有重大突破。云南澄江寒武纪化石群中的后口类“皇冠西大动物” ,半索动物“云南虫”和“海口虫” ,尾索动物“始祖长江海鞘” ,头索动物“海口华夏鱼”和“中间型中新鱼” ,脊椎动物“凤姣昆明鱼”和“海口鱼” ,论证了普通无脊椎动物向脊椎动物演化过渡的各种中间类型 ,勾勒出一幅较为完整的早期生命演化谱系。西北大学早期生命研究所舒德干教授基于对靠近脊椎动物“源头”时段软躯体后口动物化石系列的研究以及新的发现提出脊椎动物起源分“五步走”的新假说 ,即在脊椎动物的起源的“四步走”前还有更为原始的“一步” :云南澄江出土的古虫动物门化石很可能代表了原口动物和后口动物间的过渡类型。本文即综述了普通无脊椎动物向脊椎动物演化的研究进展。     

中华蟾蜍静止代谢率与高耗能器官大小的关系

摄食增量假说认为,持续能量支出与静止代谢率正相关,且需要较大的高耗能器官(心脏、肝脏、肾脏和小肠等)与其匹配.因此,该假说预测静止代谢率与高耗能器官质量正相关.该预测在脊椎动物种间研究中得到普遍支持,但在种内研究中的结论尚不一致.在外温动物中的种内验证尤其缺乏.本研究以中华蟾蜍Bufo gargari-zans为研究对...     

海鞘再生的细胞学过程及其调控机制研究进展与展望

再生现象在后生动物中普遍存在,但不同物种的再生能力存在显著差别.无脊椎动物如水螅和涡虫等再生能力较强,具有部分组织或细胞即可再生出一个完整个体的能力,被称为整体再生;而脊椎动物的再生能力相对较弱,局限在某些特定器官或身体结构,被称为部分再生,如蝾螈的附肢.海鞘作为进化上介于无脊椎动物与脊椎动物之间的尾索动物,既包括具备...     

滑翔的脊椎动物

脊椎动物登陆后主要在地面活动,后来一些小型的动物爬上树,成为树栖动物.有些树栖动物逐渐远离支持物,利用立体空间,其中大多数是滑翔,只有少数能够飞行,例如恐龙飞上了蓝天成为鸟类.滑翔相对飞行简单得多,但它是一项很有利的生存技能,在生物演化中在四足动物中曾经多次独立出现.滑翔的关键是增大表面积,但是在脊椎动物中也只有少数几...     

影响果蝇心脏发育的基因突变

最近的研究表明,果蝇与脊椎动物及人的心脏早期发育具有极为相似的基因控制机理,果蝇已成为研究人体心脏早期发育基因控制的理想模式动物。利用化学诱变剂甲磺酸乙酯大规模地诱变影响果蝇心脏发育的基因,利用心脏特异性抗体染色进行筛选,获得了112个有心脏突变表型的致死系,其中32个致死系的心脏畸变表型有别于目前已知心脏发育基因的突变表型。细胞遗传学定位研究表明在多线染色体的13个带纹区的某些隐性致死突变基因是目前未知的,其功能可能与发育有关的基因。     

心肌再生相关分子的调控机制

心脏是脊椎动物的中心器官,其适当大小及功能在整个生命周期都是至关重要的。由于心肌损伤造成的心肌梗死、心力衰竭等疾病在全世界范围内的发病率和死亡率逐年上升,目前依然没有找到好的治疗方法。已经发现在新生哺乳动物以及低等脊椎动物中存在多种进化保守的心脏再生机制,然而不幸的是,成年哺乳动物的心脏再生能力极其有限。近年来人们对心肌再生的研究越来越多,有证据表明成年哺乳动物可以产生新的心肌细胞。了解心脏再生的能力,并且掌握其中的原理是心血管方向研究的重要目标。本文主要综述了心肌再生相关分子及信号通路,如转录因子GATA4、微小RNA(microRNA)、Hippo信号通路、ERBB2和Notch通路以及一些炎症因子等发挥的调控作用及其机制。     

吐鲁番沙漠植物园部分食果脊椎动物口宽和刺山柑果实大小和形状的关系

口宽是动物能够获取食物大小的限制性因素之一。2016年7月至10月在吐鲁番沙漠植物园对当地食果动物进行观察记录并采集新鲜刺山柑(Capparis spinosa)果实, 测量果实的重量和长/短径, 并和食果脊椎动物的口宽进行了比较分析。结果刺山柑果实的大小对大耳猬(Hemiechinus auritus)、子午沙鼠(Meriones meridianus)和吐鲁番沙虎(Teratoscincus roborowskii)的口宽来说不存在限制(果实大小匹配度指数<0), 吐鲁番沙虎的口宽和刺山柑果实大小最为接近。刺山柑果实长径增长速率显著大于短径增长速率, 由于上述三种没有口宽限制的物种中, 大耳猬和子午沙鼠有切割和咀嚼食物的能力, 这一异速增长现象可能是吐鲁番沙虎的口宽对刺山柑果实的形状产生了选择压力的结果。研究结果支持刺山柑果实大小和形状与采用吞食方式的食果脊椎动物口宽大小匹配的假说。     

脊椎动物基因组与基因复制研究进展

脊椎动物的出现是动物进化历史上一次质的飞跃.由于所有的脊椎动物在其胚胎发育中都呈现连续的解剖学特征,因此过去很多学者都根据现存脊椎动物的形态特征和在其发育过程中的解剖学特征假想原始脊椎动物,并推导其进化过程和起源.近年来的研究表明,通过对脊椎动物和与之亲缘关系接近的物种之间进行基因家族、染色体结构分析,可以对脊椎动物进化提供很多线索和证据.更多的研究表明,脊椎动物在进化过程中很可能发生过整体基因组的复制, 基因和/或基因组的复制可能是引起脊椎动物形体结构复杂性增加的根本原因.因此,基因和基因组的复制正在成为生物进化研究的热点问题.但这两种复制方式中哪一种是产生动物形体结构和功能复杂性增加最重要的原因尚有争论.     

古脊椎动物复原术

古脊椎动物的复原与现代动物的雕塑,其表现手法有着很大的不同。前者是以千百万年前埋藏于地层中的化石为依据;而一般动物塑象则是根据现生种为模特。为了尽可能真实地再现远古动物的雄姿,帮助科研人员探索脊椎动物进化史;让广大观众既了解过去的动物世界,又得到美的享受,古脊椎动物的复原就成了一项必不可少的工作。怎样才能做好这一工作呢?这里谈谈个人的一点经验。     

脊椎动物循环系统的比较

脊椎动物的循环系统是一个封闭的管道系统 ,分为心血管系统和淋巴系统。心血管系统包括心脏、动脉、毛细血管、静脉和血液 ;淋巴系统包括毛细淋巴管、淋巴管、淋巴导管、淋巴结和淋巴液 (本文略 )。循环系统是体内物质运输和维持体内环境即细胞外液稳定的重要系统。循环系统还是重要的免疫系统 ,并参与体温的调节。1　心脏和血液循环脊椎动物的血液在管道内按一定方向不断地流动 ,即在身体背部从前向后 ,而在腹部是从后向前。但在最低等的脊索动物即尾索动物(urochordates)海鞘中的血液循环属于开管式 ,而且血液不沿固定的方向流动 ,定期改…     

文昌鱼sfy1基因的克隆及其在早期发育中的表达

文昌鱼是公认现存最接近于脊椎动物的一种头索动物,具有与脊椎动物相似但简单得多的身体图式[1],因而是研究脊椎动物发育机制起源和进化的宝贵材料,也是发育生物学的经典实验模型之一.近年来,人们在对果蝇和脊椎动物发育分子机制的研究取得了一系列重大突破之后,利用发育调控基     

基因倍增和脊椎动物起源

有机体基因复制导致基因复杂性增加及其和脊椎动物起源的关系已经成为进化生物学研究的热点。20世纪70年代由Ohno提出后经Holland等修正的原始脊索动物经两轮基因组复制产生脊椎动物的假设目前已被广泛接受。脊椎动物起源和进化过程中发生过两轮基因组复制的主要证据有三点：（1）据估计脊椎动物基因组内编码基因数目大约相当于果蝇、海鞘等无脊椎动物的4倍;原口动物如果蝇和后口动物如头索动物文昌鱼的基因组大都只有单拷贝的基因,而脊椎动物的基因组则通常有4个同属于一个家族的基因。（2）无脊椎动物如节肢动物、海胆和头索动物文昌鱼都只有一个Hox基因簇,而脊椎动物除鱼类外,有7个具有Hox基因簇,其余都具有4个Hox基因簇。（3）基因作图证明,不但在鱼类和哺乳动物染色体广大片段上基因顺序相似,而且有证据显示哺乳动物基因组不同染色体之间存在相似性。据认为第一次基因倍增发生在脊椎动物与头索动物分开之后,第二次基因倍增发生在有颌类脊椎动物和无颌类脊椎动物分开以后。但是,基因是逐个发生倍增,还是通过基因组内某些DNA片段抑或整个基因组的加倍而实现的,目前还颇有争议。     

不同水生脊椎动物的血清与黏液蛋白图谱分析

因脊椎动物的血清与黏液中含有大量蛋白质及其他生物活性物质, 而具有多种生理、生化与抗病防御功能。为了解水生脊椎动物血清与黏液中所含主要蛋白成分及其异同, 我们分别从中华鲟(Chinese sturgeonAclpenser sinensis grdy)、鲫鱼(Crucian carp Carassius auratus)、草鱼(Grass carp Ctenopharyngodonidellus)、赤点石斑鱼(Red-spotted grouper Epinephelus akaara)、青石斑鱼(Banded grouper Epinephelusawoara)、狗鱼(Pikes Esox reicherti)、江豚(Finless porpoise Neophocaena phocaenoides)、黄颡鱼(Yellow catfishPelteobagrus fulvidraco)、鳜鱼(Mandarin fish Siniperca chuatsi) 这9 种水生脊椎动物中, 采集血清和皮肤黏液样本。利用考马斯亮蓝G-250 法, 测定了不同水生脊椎动物的血清和黏液样品中总蛋白的含量; 经SDS-PAGE 蛋白电泳, 分别获得不同水生脊椎动物血清及黏液蛋白图谱; 比较和分析了同种动物血清和黏液、不同动物之间血清与血清或黏液与黏液之间蛋白图谱的差异。结果表明:这些动物的血清蛋白组分有显著相似性, 在分子量45—120 kD 之间, 蛋白条带大量集中分布; 除青石斑鱼外, 其他8 种水生脊椎动物都有分子量约为 28 kD 和 14 kD 相同或相近的两条蛋白带。草鱼、鲫鱼、鳜鱼、狗鱼、黄颡鱼和江豚的黏液蛋白, 除了都含有分子量大小约为45 kD 的蛋白条带外, 其他无显著相似性。对同种水生脊椎动物的血清与黏液蛋白比较, 虽然黄颡鱼的血清与黏液中分子量相近的蛋白带最多, 也仅约为38%, 可见其蛋白带的种类和含量都存在显著差异。