研究人员发现了一种形成蜘蛛独特腰部的重要基因，凸显了螯肢生物学的一个独特方面。这种被称为"无腰"的基因将蜘蛛与昆虫和甲壳类等其他节肢动物区分开来，后者由于进化分化而缺乏这种基因。
新的研究揭示了一个对蜘蛛窄腰发育至关重要的基因，它使蜘蛛有别于其他节肢动物。这一发现强调了蜘蛛基因的独特性以及古老基因在现代生物学中的重要意义。
一个古老的基因对于蜘蛛身体上一分为二的独特腰部的发育至关重要。美国威斯康星大学麦迪逊分校的艾米丽-塞顿（EmilySetton）及其同事将于今天（8月29日）在开放获取期刊《PLOS Biology》上发表一项新研究。
蜘蛛的身体分为两部分，中间由狭窄的腰部隔开。与昆虫和甲壳类动物相比，人们对蜘蛛胚胎发育的了解相对较少，对参与蜘蛛腰部形成的基因也知之甚少。
敲除无腰基因后腰部缺失的蜘蛛胚胎。荧光立体显微镜下的 Hoechst 染色。图片来源：E.V.W. Setton et al： E.V.W. Setton 等人，2024，PLOS Biology（CC-BY 4.0），已编辑
为了进行研究，研究人员对德克萨斯棕色狼蛛（Aphonopelma hentzi）胚胎在不同发育阶段表达的基因进行了测序。他们确定了 12 个在腰部两侧胚胎细胞中表达水平不同的基因。他们在普通家蛛（Parasteatoda tepidariorum）的胚胎中逐一沉默了这些候选基因，以了解它们在发育过程中的功能。
这揭示了蜘蛛腰部发育所需的一个基因，作者将其命名为"无腰"基因。它是一个被称为"Iroquois"的基因家族的一部分，以前曾在昆虫和脊椎动物中对其进行过研究。
然而，对Iroquois家族进化史的分析表明，无腰基因在昆虫和甲壳类的共同祖先中丢失了。这也许可以解释为什么以前没有对无腰基因进行研究，因为研究往往集中在缺乏该基因的昆虫和甲壳类模式生物上。
野外采集胚胎时，Aphonopelma hentzi 在洞穴旁的标本。美国科罗拉多州科曼奇国家草原。图片来源：E.V.W. Setton(CC-BY 4.0)
研究结果表明，一种古老但以前未被研究过的基因对身体前部和后部之间边界的发育至关重要，而这正是包括蜘蛛和螨虫在内的螯足类动物的一个决定性特征。作者说，要了解无腰基因在其他螯足类动物（如蝎子）中的作用，还需要进一步的研究。
作者补充说："我们的工作发现了一个新的、意想不到的基因，它参与了标志性蜘蛛身体计划的模式化。更广泛地说，这项工作凸显了新基因在古老动物群体中的功能"。
编译自/ScitechDaily