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, 而且 沒有 留下 腕骨 可 供 分叉 。 但是 如果 是 演化 在 舒賓 的 彎曲點 創造 了 手指 , 那 就 使 事情 更 簡單 了 。 你 可以 在 彎曲 的 軸 上 長 五 根 指頭 , 也 可以 長 六 根 、 七 根 或 八 根 , 只要 把 它們 掛 在 鉤子 的 邊 上 即可 。 同時 在 蘇俄 發現 的 Tulerpeton , 另 一 個 泥盆紀四 足類 , 也 沒有 依循 五 個 手指 的 規則 , 牠 有 六 根 細長 的 手指 , 並且 寇茲 發現 珍妮•克拉克 在 格陵蘭 找到 的 魚 被 螈 有 七 根 腳趾 。 我們 五 個 指頭 的 手 , 只 是 許多 不同 手 中 的 一 種 , 也 只有 舒賓 及 艾伯克 的 理論 才 可 包括 所有 不同 指頭 的 手 。 也 有 一些 人 反對 圖林 模式 是 四肢 規範 的 主意 , 根據 奧斯特 所 製 的 模式 , 是 作用力 作用 在 肢芽 整體 造成 聚集 的 模式 , 然後 變成 骨頭 , 而 不 是 在 芽點 仍然 是 一 塊 均 一 的 細胞塊 時 , 從 它 放出 早期 化學 信號 而 造成 將來 四肢 的 形狀 。 一九九○年 英國 的 生物學家 以 實驗 來 證明 這 兩 種 可能性 。 他們 將 一 個 雞 翅膀 的 芽點 剪去 一半 , 再 架接上 另 一 翅膀 芽點 的 一半 。 這 項 移植 是 在 肢芽 生長 初期 進行 的 , 在 顯微鏡 下 , 它 看起來 就 像 是 一 小 團 間質 細胞 。 但是 這 個 芽點 長出 了 兩 個 手臂骨 , 此 項 結果 使得 生物學家 相信 , 在 尚未 進行 實驗性 交換 前 , 也 是 奧斯特 的 作用 開始 產生 影響 之前 , 在 肢芽 和 移植物 中 一定 有 看 不 見 的 信號 已經 被 釋放出來 。 但是 要 比較 這 兩 種 不同 是 不可能 的 , 因為 在 那 時候 , 遺傳學家 尚未 了 解 基因 如何 構築 胚胎 , 幾十 年 來 , 他們 一直 用心 在 研究 突變 。 一八九○年代 時 , 英國 的 動物學家 貝遜 ( William Bateson ) 首先 注意到 一 項 驚人 的 畸形 : 一 隻 巨蠅 生下來 就 有 腳 長 在 牠 的 觸角 上 , 一 隻 龍蝦 在 長 眼睛 的 地方 長 了 觸角 , 飛蛾 長 了 腳 而 不 是 翅膀 ; 哺乳類 也 有 類似 但 比較 不 明顯 的 畸形 變種 , 例如 頸部 脊椎 長出 小 根 的 肋骨 。 貝遜 稱 它們 為 同源 突變 ( homeotic mutation ) , 因為 身體 的 零件 雖然 換 了 地方 生長 , 卻 仍然 長出 同樣 的 形狀 。 一直 到 一九八○年代 , 遺傳學家 才 能夠 從 發生 中 的 果蠅 幼蟲 身 上 , 變換 同源 器官 的 位置 追蹤 至 同源 基因 。 當 他們 認出 所有 的 基因 後 , 胚胎學家 對 自己 所 找到 的 簡單 結果 感到 十分 吃驚 , 果蠅 身 上 DNA 所 帶 的 同源 基因 , 像是 掛 著 一 串 燈籠 , 當 第一 個 基因 開啟 並 製造 幼蟲頭 內 一些 細胞 的 蛋白質 , 其餘 的 基因 也 一 個 接 一 個 的 開始 活動 , 直到 尾端 為止 。 幼蟲 是 由 許多 體節 組成 的 , 而 每 一 體節 中 , 都 有 一 個 獨特 的 同源 基因 組合 來 掌控 細胞 內 蛋白質 的 製造 。 這些 蛋白質 來到 DNA 其他 區域 開啟 基因 , 以 製造 每 一 體節 所 需 的 解剖 構造 , 或 製造 腿 , 或 翅膀 , 或 觸角 。 貝遜 的 同源性 突變 就 是 同源 基因 在 錯誤 體節 運作 的 結果 , 使 它 有 了 新 的 形態 。 脊椎 動物 所 採行 的 發生 過程 與 蒼蠅 的 十分 不同 , 因為 牠們 最後 一 個 共同 祖先 存在 一億 年 前 , 脊椎 動物 的 胎兒 在 牠 的 背部 也 有 許多 體節 , 叫作 原椎 ( somite ) , 但是 原椎 發展為 內骨骼 , 就是 脊椎骨 和 肋骨 , 如同 皮膚 、 肌肉 及 神經 的 關係 。 一九八○年 時代 遺傳學家 發現 , 在 雞 和 小鼠 的 胚胎 中 運作 的 基因 , 幾乎 與 昆蟲 之 同源 基因 相同 。 人類 身 上 的 同源 基因 可以 放入 果蠅 的 DNA 中 , 產生 相同 的 效果 , 脊椎 動物 的 同源 基因 也 可以 描繪出 胚胎 從頭到尾 的 體軸 , 而且 如果 遺傳學家 在 這些 基因 中 製造 突變 , 就 會 產生 同源性 突變 , 如 頸椎 具有 胸廓 部位 脊椎 的 形狀 。 哺乳類 胚胎 第二 個 像鰓 的 袋子 , 通常 會 發育成 形成 中耳聽骨 , 稱為 鐙骨 的 細胞 , 但 若 改變 了 同 源 基因 , 這 個 袋狀物 就 會 製造 中耳 裡 的 其他 兩 塊 聽骨 , 即 砧骨 ( incus ) 和 鎚骨 ( malleus ) 這 兩 根 中耳 的 骨頭 , 正常 之下 是 由 另 一 個 鰓袋 所 製造 。 在 幾 年 之內 的 時間 , 科學家 在 蠕蟲 、 水蛭 、 海星 以及 許多 其他 動物 身 上 都 找到 了 同源 基因 , 有 些 動物 有 不只 一 套 的 基因 , 而且 有 許多 套 彼此 略 有 不同 的 基因 。 果蠅 只 有 一 套 , 但是 沒有 下顎 的 脊椎 動物 , 例如 八目鰻 卻 有 三 套 , 而且 多數 有 下顎 魚類 和 四 足類 有 四 或 五 套 。 因此 , 在 動物界 普遍 存在 同源 基因 的 現象 , 是 使得 同源 基因 不 只 是 果蠅 實驗室 的 研究 工具 , 而且 是 可以 讓 我們 知道 演化 是 如何 發生 的 。 所有 具有 同源 基因 的 動物 一定 是 從 同 一 祖先 而 來 , 而 這 個 祖先 是 應用 一 套 同 源 基因 來 製造 沿著 身體 主軸 的 各 個體節 。 這 個 億萬 年 前 的 生物 所 產生 的 後代 , 有 些 成長為 昆蟲 和 其他 無 脊椎 動物 , 這些 則 是 長成 用 此 密碼 來 控制 幼蟲 成長 的 動物 , 相對 的 , 海星 是 用 它們 來 生長 星狀 體型 中 每 一 腳 的 體軸 。 脊椎 動物 在 演化 的 過程 中 , 將 同源 基因 複製 許多 次 , 其中 之 一 是 在 第一 個 脊椎 動物 出現 時 , 後來 是 在 第一 個 有 下顎 的 脊椎 動物 出現 時 。 整 套 基因 的 複製 是 個 十分 複雜 的 突變 , 但是 從 為期 百萬 年 的 時間 來 講 , 這些 突變 卻 頻頻 發生 。 首先 , 被 複製出來 的 基因 僅 製造 相同 的 蛋白質 , 但 因為 被 複製出來 的 基因 不會 影響到 原版 基因 的 正常 功能 , 所以 相形之下 , 這些 被 複製出來 的 基因 便 更 容易 產生 突變 而 不 危及 正常 的 發育 。 多半 時候 , 這些 多出來 的 複製品 只 會 使得 DNA 攜帶 多餘 無用 的 基因 , 但是 偶爾 一 個 複製出來 的 基因 可以 突變 成為 有 新 功能 的 新 種 。 例如 在 許多 動物
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