德国生物学家海克尔(E. Haeckel, 1834-1919)早在一个多世纪前就用一组相似的胚胎图画展示了鱼、龟、鸡、猪、牛、人等的“胚胎发育重演种系发生”(尽管后来有人指出其中有人为制作,但基本模式正确)——各种动物的早期胚胎非常相似,但后来却发育成了完全不同的物种,可见基因决定着物种。
在最早表达的基因中,有一类同源异形基因——Hox基因,它是动物形态蓝图的设计师,在发育过程中控制身体各部分形成的位置。如果同源异形基因发生突变,会使得动物某一部位的器官变成其他部位的器官,即称同源异形。比如让某个同源异形基因发生突变,能使果蝇的身体到处长眼睛,在该长眼睛的地方却长出翅膀,或者在该长触角的地方长出了脚。Hox基因在所有的脊椎动物和绝大部分无脊椎动物中都存在,调控的机理也相似,表明其可能是最古老的基因之一。海绵只有1个Hox基因,节肢动物有8个,哺乳动物则有4组共38个Hox基因。Hox的突变一开始时在胚胎早期引起的变化不大,但随着组织、器官的分化定型,突变的影响逐步被放大,最终导致物种外形结构完全不同。
正是Hox基因的差异,造成了相似的胚胎发育成了不同的物种,基因的作用可谓大矣…