Developmental independence of median fins from the larval fin fold revises their evolutionary origin.
Developmental independence of median fins from the larval fin fold revises their evolutionary origin.
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DOI：
10.1038/s41598-022-11180-1
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发表时间：
2022-05-07
影响因子：
4.6
通讯作者：
Abe, Gembu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Miyamoto, Kazuhide;Kawakami, Koichi;Tamura, Koji;Abe, Gembu
现代鱼类的中鳍表现出离散的形式（背鳍、臀鳍和尾鳍），在个体发育和生殖发育中都是从一个连续的褶皱状结构衍生而来的。中鳍褶（MFF）假说是基于对鱼类幼鱼鳍褶的经典形态学观察，认为中鳍是由基脊索动物连续鳍褶中的某些位置逐渐变小而进化而来的。然而，中鳍的发育过程在细胞和分子水平上仍不清楚。在这里，我们描述的过渡从幼虫鳍折叠到中鳍在斑马鱼的细胞和分子发育水平。我们证明，减少不起作用的背鳍原基的出现。相反，减少发生沿着身体生长后原基形成，而不是通过主动报废非鳍形成区诱导细胞死亡。我们还报告说，出现特定的间充质细胞和它们的增殖促进背鳍原基的形成。基于这些结果，我们提出了一个修改后的假说，中鳍的进化，其中收购从头发展机制是一个重要的进化组成部分的离散形式的中鳍。
The median fins of modern fish that show discrete forms (dorsal, anal, and caudal fins) are derived from a continuous fold-like structure, both in ontogeny and phylogeny. The median fin fold (MFF) hypothesis assumes that the median fins evolved by reducing some positions in the continuous fin fold of basal chordates, based on the classical morphological observation of developmental reduction in the larval fin folds of living fish. However, the developmental processes of median fins are still unclear at the cellular and molecular levels. Here, we describe the transition from the larval fin fold into the median fins in zebrafish at the cellular and molecular developmental level. We demonstrate that reduction does not play a role in the emergence of the dorsal fin primordium. Instead, the reduction occurs along with body growth after primordium formation, rather than through actively scrapping the non-fin forming region by inducing cell death. We also report that the emergence of specific mesenchymal cells and their proliferation promote dorsal fin primordium formation. Based on these results, we propose a revised hypothesis for median fin evolution in which the acquisition of de novo developmental mechanisms is a crucial evolutionary component of the discrete forms of median fins.
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