2月14日，西北工业大学科研团队在《自然·生态与进化》期刊发表文章，从基因和分子水平两个方面揭示了脊椎动物两个重要器官——肺脏和肝脏是如何在演化过程中逐步形成的。该成果为人们理解脊椎动物在漫长进化历程中如何适应环境提供了新的视角，也为未来生物医学与进化生物学领域的研究奠定了理论基础。

  器官的起源和演化，一直是生命科学领域基础而又充满挑战的科学问题之一。西工大翱翔战略团队生态环境学院教授王堃、邱强、王文团队研究发现，肺脏的形成遵循着一套遗传控制系统。这套系统指挥着细胞排列成复杂的血管分支，同时让肺部上皮细胞（构成肺壁的细胞）发挥专门功能，从而打造出一个高效的气血交换平台。

  “这一发现，不仅解释了为什么拥有相关基因的软骨鱼没有演化出真正的肺脏，也与最新的化石研究结果互为佐证，为‘脊椎动物呼吸系统起源于硬骨鱼祖先’提供了一份新的、充满说服力的证据。”王堃表示。

  据介绍，哺乳动物在演化过程中通过获得新的基因，发展出更精密的肺泡结构，提高了气体交换效率。这表明，器官的演化既需要重组现有的基因网络，又需要获得新的基因，两种方式共同推动了器官功能的完善。

  研究团队在对脊椎动物肝脏研究中发现：脊椎动物进化过程中经历了两次全基因组加倍。这种现象大大促进了肝脏功能的复杂化。

  “举个例子，这次基因加倍促成了仅在脊椎动物中出现的一类特殊细胞——肝窦内皮细胞。它们构成了一个低阻力、高渗透性的血管网络，不仅提高了体内养分与废物的交换效率，还在解毒、免疫防御和组织再生中扮演着关键角色。”王堃介绍。

  这些发现共同揭示了新基因在器官进化中发挥着双重作用：它们既能作为生化反应的核心成分直接参与功能实现，也能作为调控节点重塑细胞之间的相互作用网络，推动器官功能不断复杂化和优化。（记者 吕扬）