為什麼內臟不是對稱的？

1樓：冷鹹

我研究的課題就是左右軸的建立機制，不過不是關於人的。左右軸建立是發育生物學的乙個大問題，從1995分子水平研究開始，至今也沒有完全研究清楚。下面就以小鼠為例簡單說下左右形成的乙個假說吧~~

在發育初期，所有基因的表達都可以說是左右對稱的，直至原腸晚期。這時小鼠的腹側後端會形成乙個水滴形的結構，稱為節點（Node）。node裡面分布著定位在細胞表面後端的極性纖毛，這些纖毛順時針轉動，形成向左側的液流。

液流帶動某種或者某些神秘的物質（現在還不知道）流向左側，這種左側的定向流就打破了原來左右對稱的模式，引起一系列基因的左右不對稱分布。下圖左顯示Node位置，圖中顯示Node(也叫PNC)形狀及其中分布的纖毛，圖右顯示纖毛在節點細胞的定位及轉動方向。

一般認為最先不對稱的基因是Cerberus(Cer),英文原意是三頭怪獸冥府看門狗。受左側液流影響，Cer由原來的對稱表達逐漸變為偏向右側表達，從而抑制右側的Nodal基因，使Nodal在右側的表達消失，偏向於左側表達。Nodal基因可以自誘導，從而使自身在左側的表達不斷增強。

同時還可誘導Lefty和Pitx在左側表達。Lefty是Nodal的反饋抑制因子，擴散速度也比Nodal快。當Lefty超過一定濃度時，可以抑制Nodal進一步自誘導，這樣既可將Nodal控制在一定濃度範圍內，不會因為過高而擴散到右側。

而Pitx基因身為轉錄因子，可以調控形成內臟器官的基因，從而調控內臟的左右位置。下圖為這幾個基因之間的調控關係，Nodal/Lefty/Pitx這樣的關係稱為Nodal級聯。

如果敲除了Cer或者Lefty,或者破壞了Node中的纖毛,Nodal基因會由偏向左側變為紊亂，有些還是偏左，有些偏右，有些兩邊都有，造成的表型之一就是心臟有些還在左邊，有些就在右邊了，有些還跟原來的呈映象對稱。還會造成腸的捲曲方向發生改變，肺葉分布改變。當然等待大部分突變小鼠的命運就是死亡。

電視劇集中不是經常出現這種劇情嘛，壞人拿劍徑直向男主心臟刺去，誰知道居然沒有立即死，然後就被告知，人家的心臟天生就跟你們這些配角不一樣，長右邊呢。其內在的原理就是這個啦。

以上只是基於目前的研究成果，研究者提出的關於左右軸形成的其中乙個假說，還是有其他假說的。只是我憑記憶連個大概都說不了，就不說了吧（就是懶得翻文獻。。）。

至於題主問的為啥外表對稱，內臟不對稱，以下又是我憑記憶扯的。Pitx是調控內臟位置的基因，可能表面的那些器官形成的基因並不受它調控，而且都是左右對稱分布的。當然如果你仔細看，我們的外部器官也不完全對稱呢。

生物體之所以這樣進化，可能是因為不對稱的內臟分布更有利於合理安排內臟位置，充分利用狹小的體腔吧。如果都對稱分布，要麼是內臟都兩個，要麼就都排在中線上，這樣我們的軀幹就會過於狹長，內臟也過多，多了的話各種迴圈調控就更複雜了。

生命體是如此複雜又精確，科技發展至此，我們創造出不計其數的事物，卻創造不了哪怕乙個簡單的生命體。我們都應敬畏生命。