环境因素和内部调节在决定生物体生长中的作用

生物的体型对其健康有直接影响 - 从最简单的动植物生物到人类。因此，个体大小或高度是生物体在资源或繁殖竞争中取得成功的能力的重要标准。我们基本上假设物种内存在类似的遗传信息，理论上应该导致相对均匀的体型。然而，在特定的生理限度内，大多数物种的个体生长到非常不同的大小 - 因此大小也必须依赖于其他因素。。

但到目前为止，几乎没有研究过哪些参数在分子水平上调节生长。现在，来自基尔大学动物研究所(CAU)的科学家们已经能够展示环境因素和内部调节过程如何共同控制身体生长，以淡水息肉Hydra为例。基尔研究人员证明，环境温度激活了生长过程的特定分子信号传导途径，因此参与确定大小。此外，他们表明遗传因素也利用相同的信号通路，同样有助于刺胞动物的大小调节。基尔研究团队最近在着名的科学期刊“自然通讯”上发表了他们的新发现。

环境和内部监管的相互作用

从细胞生物学角度来看，完全生长的生物体的大小是三个变量的结果：生长的持续时间，所得细胞的绝对数量和所有这些细胞的个体大小，它们共同构成成熟生物体。 。在这个特征性生长过程中，生物体必须能够测量其当前大小，并达到其最大尺寸。在他们的研究中，CAU研究人员最初专注于调节刺胞动物的细胞数量。

“我们观察到Hydra在低环境温度下产生的细胞多达83%，”Jan Taubenheim博士解释说，他在细胞和发育生物学领域的博士研究被纳入当前的出版物。“我们还设法确定了实现温度对细胞数量影响的特定分子信号传导途径，从而在较低温度下产生较大的动物，”Taubenheim强调说，他现在是杜塞尔多夫海因里希海涅大学的研究员。这些所谓的Wnt和TGF-β信号涉及例如胚胎发育和细胞分化。它们与环境温度的相互作用和尺寸的增长以前是未知的。“Wnt信号还决定了Hydra中从生长到稳定期的转变。因此，我们怀疑它们在有机体作为一种测量工具，在它停止生长之前确定它自己的大小，“Benedikt Mortzfeld博士说，他还获得了CAU细胞生物学博士学位，目前被用作研究对象。伍斯特马萨诸塞大学医学院的科学家。

基因的影响

除环境温度外，某些遗传信息也有助于刺胞动物的大小调节。负责所谓的胰岛素信号传导途径的基因通过控制生长期期间的细胞数来共同决定生长。在功能基因分析中，基尔研究小组还能够证明，关闭负责这种信号通路的基因导致息肉体积缩小41%。因此，遗传信息也在细胞调节生长过程中发挥重要作用。

“环境因素和遗传因素在多步骤过程中，以固定的等级序列一个接一个地生效，并依赖于相同的细胞调节机制，”CAU协作研究中心(CRC)1182发言人托马斯博世教授总结道。 “元生物的起源和功能。”“因此，他们共同控制细胞数量和大小以及生长期的持续时间，并且通过它们之间的相互作用促进了巨大的变异性，导致成体生物的体型大不相同，”Bosch继续说道。

尺寸规定 - 一个共同的原则?

关于调节模式生物体Hydra中大小生长的新发现有助于确定多细胞生物体中的普遍原理。信号通路中的某些相似性导致研究人员怀疑不同的生物在其内部大小调节中以非常类似的方式结合环境和遗传的影响。下一个重要步骤还将是研究身体细菌定植对潜在控制过程的影响。“我们怀疑身体的共生微生物也与个体发育的调节以及生物体的大小增长密不可分，”博世说。

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