1日發表在《自然》雜志上的一項最新研究表明，海星和其他棘皮動物的身體，其實是它們的頭部。這一發現揭示了一個長期以來的謎團：這些生物是如何進化出獨特的星形身體的。

海星有著不同尋常的“五重對稱”結構。
圖片來源：南安普頓大學

棘皮動物是一類動物，包括海星、海膽和沙錢。它們具有獨特的“五重對稱”身體結構——身體部位排列成五個相等的部分。這與它們的雙側對稱祖先非常不同，它們的祖先是左側和右側彼此鏡像對稱，就像人類和許多其它動物一樣。

在美國斯坦福大學領導的一項聯合研究中，科學家將海星的分子標記與其它后口動物進行了比較，后口動物是一個更廣泛的動物群體，包括棘皮動物和雙側對稱動物，它們其實擁有共同的祖先。

研究人員使用各種高科技分子和基因組技術來了解海星發育和生長過程中不同基因的表達位置，并使用微型CT掃描到了以前未知的細節。

海星的顯微CT掃描顯示骨骼（灰色）、消化系統（黃色）、神經系統（藍色）、肌肉（紅色）和水血管系統（紫色）。
圖片來源：南安普頓大學

另一組研究人員則利用“RNA斷層掃描”和“原位雜交”技術創建了海星基因表達的三維圖譜，繪制了控制外胚層（包括神經系統和皮膚）發育的基因表達圖譜，這可揭示后口動物體內從前到后的圖案。

團隊發現，這種圖案與海星臂的中線到橫向軸相關。海星臂的中線代表前部，最外側的橫向部分更像后部。在后口動物中，有一組獨特的基因在軀干的外胚層中表達；但在海星中，許多基因在外胚層中根本不表達。

研究人員解釋說，在將海星的基因表達與脊椎動物等其它動物群體進行比較時，意外發現海星身體結構的一個關鍵部分缺失了。通常與動物軀干相關的基因不在外胚層中表達，因此看起來整個棘皮動物的身體結構，大致相當于其它動物群體的頭部。

這表明，海星和其它棘皮動物或通過“拋棄”其雙側對稱祖先的軀干區域，進化出了“五重對稱”結構，這也讓它們的移動和進食方式，都與雙側對稱的動物不同。