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细胞协作

通过对秀丽隐杆线虫等简单动物的研究，我们可以了解到许多细胞协作的知识。秀丽隐杆线虫长度小于1毫米，大小就像这本书中的一个逗号一般。发育生物学家路易斯·沃尔珀特（LewisWolpert）将其称为“你所能想到的最无聊的动物”。但事实上，秀丽隐杆线虫所属的线虫动物门中的动物总数可能占到了全世界所有动物的80%。虽然缺乏大脑结构，但它们仍具有简单的神经系统、蠕动机制、消化道以及生殖能力。如前一章所述，秀丽隐杆线虫在生命之初含有1090个细胞，但在发育过程中因细胞凋亡而减少了131个。秀丽隐杆线虫主要生活在土壤中，以细菌为食，并以雌雄同体的方式进行繁殖。在通常情况下，它们可以依次产生**和卵细胞（每2000个线虫中只有1个是真正的雄性）。就其大小而言，这类线虫具有令人惊讶的庞大基因总数（高达20000个，而人类约有24000个基因），其中有许多基因参与了细胞分裂的过程。在秀丽隐杆线虫的基因中，有50%与香蕉相同，而三分之一以上的基因更是与人类基因有直接对应的关系。那么，我们该如何解释简单生物中含有数量如此庞大的基因呢？其中一个猜想是秀丽隐杆线虫的基因组中存在大量的化学受体基因，从而使线虫在捕食细菌时能够有效地识别出不同的气味。在你可以想象得到的各种土壤类型与气候环境中，你都可以捕捉到线虫的身影。为了使自己在这些截然不同的生态位中得以存活，线虫通过收集保护性或适应性基因而不断地进化，从而应对不同土壤中的细菌、真菌以及其他微生物所带来的挑战。与其他多细胞生物相比，秀丽隐杆线虫的发育过程得到了很好的阐明，这得益于悉尼·布伦纳（SydneyBrenner）及其团队诺贝尔奖级别的工作。也正因如此，我们现在已准确地知道秀丽隐杆线虫中哪个细胞可以发育成不同的细胞，以及其302个神经元是如何彼此连接的。

沿着进化轴往前，果蝇的细胞发育路线也已被清晰地绘制。在受精后的3小时之内，果蝇胚胎细胞便已开始显示出第一次分化的迹象，并且此时每个细胞的具体位置还决定了它将发育为哪种特定的器官或组织。果蝇从胚胎至各种器官和组织（包括大脑、血液、脂肪组织、胸及视网膜）的发育模式已被成功构建。凭借其明确的遗传学信息，果蝇这一模式生物已经帮助我们准确地获取了整个细胞谱系的分布方式。在下一章中，我们将进一步阐述这些源自生命体胚胎的细胞究竟是如何分化产生体细胞的。

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