鲨鱼是人类的远古兄弟:认识鲨鱼的“适应性免疫系统”

你可能听过这个说法:鲨鱼不会得癌症。事实上,它们的免疫系统接近完美,它们几乎不会得任何疾病,它们的免疫系统在过去几亿年里都没多大变化。是不是很神奇?

鲨鱼跟人类的适应性免疫系统类似

可惜,这都是无稽之谈。没错,鲨鱼的免疫系统非常惊人,全身分布有许多有趣而且有效的抗菌和抗病毒分子,它们患癌症的概率也的确比人们通常预计的更低,但是鲨鱼仍然会患上各种疾病,包括肿瘤。

所谓“鲨鱼的免疫系统从未改变过”的说法也经不起推敲。根据化石证据,我们的确发现今天的鲨鱼跟它们几亿年前的祖先“看起来”没什么差别,显然,这让一些人认为,鲨鱼在其他方面也没有任何变化。但这里有一个重要区别:鲨鱼的体型解决的是在水中穿行的问题;鲨鱼的免疫系统解决的则是对抗病原体的问题。水没有发生演化,但是病原体却一直在演化。

鲨鱼有适应性免疫系统,也有完整可辨认的T 细胞、B 细胞、抗体,以及各种其他组成。鲨鱼跟人类的适应性免疫系统有许多差异,毕竟,我们分开的时间已经很久了。不过,它们在许多基本的细节上跟我们类似,我们可以自信地说,某种类似的适应性免疫系统在四亿年前就已经出现并且发挥功能了。

它们选择留在水里,发育出可以替换的锋利牙齿,追逐鱼类,而我们(则爬到岸上,失去了鳃,发育出了四肢。尽管如此,我们的免疫系统提醒我们,在不同的外表之下,鲨鱼和我们其实是失散多年的兄弟。

无颌脊椎动物没有适应性免疫系统吗?

但是,让我们沿着演化史再往回走一步,来到所有的脊椎动物分成两类—有颌与无颌脊椎动物的时间点。你也许没听说过还有无颌脊椎动物;老实说,这一类生物后来活得不太好,只有两个科的动物避免了灭绝的厄运,活到了今天:七鳃鳗和盲鳗。这两种动物长得都比较搞笑,它们看起来像是努力要长成鱼,但是好像不太合格,直到最近,人们一直都认为它们并没有适应性免疫系统。

鲨鱼是人类的远古兄弟:认识鲨鱼的“适应性免疫系统”
属于无颔类的盲鳗,是韩国炒鱼菜的原料

也许它们不需要:第一批有颌脊椎动物可能是掠食者,而掠食者往往会活得更久,后代更少,而且一般更注重质而不是量。同样可以推断,它们在演化过程中对感染的抵抗力更强。鲨鱼、人类、其他鱼类以及所有有颌脊椎动物都有一个胸腺和脾脏,而且在各个物种里无论是形状还是功能看起来都比较类似,但是七鳃鳗和盲鳗就没有。研究人员仔细检查了无颌脊椎动物的基因组,发现它们也没有 T 细胞、B 细胞或者抗原受体的重组基因。但是问题在于,它们实际上是有适应性免疫系统的,只是跟我们的不一样而已。

这一点其实意义重大。我们以为我们的适应性免疫系统相当特殊,但是我们现在看到,适应性免疫系统在脊椎动物中似乎出现了两次,而且是独立演化出来的。这也许是一种经典的趋同演化(convergent evolution):正如鸟类和蝙蝠各自以不同的方式演化出了翅膀,无颌脊椎动物使用一种和我们一样的随机重排机制,来增加抗原受体基因的多样性,但是它们使用的是跟我们这些有颌脊椎动物完全不同的一套基因,这种重排机制使用的是不同的酶,做着完全不同的事情。同样地,它们的淋巴球类型跟我们的也不一样。不过,它们的免疫系统看起来跟我们的一样有效。

作者:是柚子呀,如若转载,请注明出处:https://eozlab.com/zirankexue/shengwu/2045.html