達爾文1835年發現知更鳥的喙的形狀和大差異取決於它們在火山群島上的棲息地點。這最終引導他總結出自然選擇進化論。
美國加利福尼亞大學的科學家對鳥胚胎作了一點兒小小的手腳,這些胚胎將變成模樣滑稽的怪鳥:長著鵪鶉式的尖嘴的鴨子,鵪鶉卻長著扁扁的鴨子式的喙。
但是實驗的真正目的並非製造怪鳥,它將揭示在鳥類進化過程中起關鍵作用的基因,更重要的是它還可能幫助科學家了解兔唇等先天性面部缺陷産生的原因。
在鳥胚胎早期,最終形成喙的組織看起來非常相似,為了發現是什麼讓它們最終發生戲劇性的巨大變化,加利福尼亞大學的生物學家挑選了兩種喙形狀截然不同的鳥————鴨子和鵪鶉———讓它們長出對方的喙。
他們從孵化器中挑選出36小時大的胚胎,在蛋殼上鑽出小孔,用極小的撥針吸出鴨子胚胎內的神經嵴細胞(這種細胞似乎是喙的前身),取而代之以鵪鶉的神經嵴細胞,然後對鵪鶉胚胎重復這一過程。
研究者封閉蛋殼的小孔,讓蛋孵化到11天大,這時已經能夠辨別出鳥喙未來的形狀。
果然不出所料,鵪鶉長出了鴨子式的扁喙,鴨子的喙反而變成尖尖。這意味著神經嵴細胞攜帶決定喙形狀的基因指令。
這些移植的神經嵴細胞還使胚胎自然組織和基因做出相應的反應——稍微調整喙周圍面部特徵,加速部分基因的行動。這一切證明神經嵴細胞在喙演化過程中扮演著關鍵角色。
通過調換胚胎神經嵴細胞,科學家成功得讓鵪鶉和鴨子的喙對調。
整形外科學專家吉爾 赫爾姆斯更為實驗結果在醫學上的應用前景興奮。科學家不知道導致兔唇等先天性面部缺陷的原因。了解鳥喙發育成型的背後原因可能為人類顱面發育過程提供線索。如果人的發育過程中也存在與鳥的神經嵴細胞近似的東西,也許在未來外科大夫能在嬰兒出生前,通過移植正常的嘴部生長細胞糾正兔唇。
《南方都市報》2003年1月29日