幾乎每個(gè)學(xué)生都知道貓有四條腿，人類有兩條腿，蜘蛛有可怕的八條腿。四肢的數(shù)量是不變的，是由它們的遺傳密碼決定的。但一項(xiàng)新的研究表明，海葵是第一種能夠根據(jù)食物能長(zhǎng)多少而長(zhǎng)出新四肢的物種。

(Nematostellavectensis)是一種小型的類似花卉的無(wú)脊椎動(dòng)物，生活在北美海岸和英國(guó)部分地區(qū)的淺淺鹽湖中。它們從可移動(dòng)的幼蟲開(kāi)始，然后鉆入細(xì)密的泥中，在那里發(fā)育成成人，并在很短的壽命內(nèi)生存。為了吃東西，它們會(huì)捕捉帶有毒蛇觸角的小軟體動(dòng)物和甲殼類動(dòng)物，并將它們拉進(jìn)嘴里。但科學(xué)家們從來(lái)不知道為什么有些海葵只有四只觸須，而另一些則有多達(dá)24只觸角。

歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)育生物學(xué)家阿薩姆伊克米(Assam Ikmi)和他的同事在實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)了1000多只指甲大小的生物。在另一個(gè)項(xiàng)目中，伊克米注意到，海葵吃得越多，觸角出現(xiàn)得越快，一些海葵只需幾天就能長(zhǎng)出新的觸角。但當(dāng)喂食速度變慢時(shí)，觸角的生長(zhǎng)也會(huì)變慢。

海葵從嘴上的四個(gè)中央芽開(kāi)始，生長(zhǎng)到它們的前四個(gè)觸角。從那時(shí)起，新觸角的生長(zhǎng)似乎是由食物的供給驅(qū)動(dòng)的。當(dāng)科學(xué)家給海葵喂食海葵時(shí)，它們需要五天的時(shí)間才能長(zhǎng)出新的嫩芽，再用五天的時(shí)間才能長(zhǎng)出它們的觸角。

為了找出影響觸角生長(zhǎng)的因素，研究人員查閱了文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)海葵和其他動(dòng)物、植物甚至酵母一樣，都有細(xì)胞信號(hào)通路，將營(yíng)養(yǎng)攝入與發(fā)育過(guò)程聯(lián)系在一起。當(dāng)研究人員阻斷了這一途徑，即所謂的阿巴霉素靶標(biāo)時(shí)，海葵酮停止了新芽和觸角的生長(zhǎng)。

不過(guò)，建造該建筑物的公式并不是唯一的。研究人員發(fā)現(xiàn)，成年后的觸須與海葵的前四種觸須不同，他的研究小組確定了肌肉細(xì)胞中負(fù)責(zé)生長(zhǎng)這些啟動(dòng)芽的基因。利用基因編輯技術(shù)CRISPR，研究人員創(chuàng)造了一種缺乏該基因的突變海葵。突變體的前四個(gè)觸角芽發(fā)育成熟，但即使喂得很好，也不會(huì)有額外的觸角。沒(méi)有基因，海葵就不能長(zhǎng)出新的觸角。更重要的是，基因活躍的肌肉細(xì)胞標(biāo)志著下一波觸角的位置。隨著它們的生長(zhǎng)，相鄰的肌肉細(xì)胞會(huì)激活它們自己的基因版本，在海葵體內(nèi)產(chǎn)生新的芽的漣漪效應(yīng)。

有些海葵可以活65年以上，它們需要不斷地使自己的身體適應(yīng)不斷變化的環(huán)境條件，即使是相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，如觸角，也需要使用復(fù)雜的遺傳程序。"海葵是動(dòng)物，但它們的反應(yīng)更像植物。因?yàn)楹？ǔ１焕г谝粋€(gè)地方，它們經(jīng)常適應(yīng)環(huán)境，就像植物一樣，海葵會(huì)長(zhǎng)出新的身體結(jié)構(gòu)，而不是儲(chǔ)存能量。科學(xué)家認(rèn)為，這使他們成為研究身體與環(huán)境之間復(fù)雜關(guān)系的完美人選。